KR20200013348A - Cleaning water processing device, plasma reaction tank and cleaning water processing method - Google Patents

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Abstract

Provided are a cleaning water processing device, a plasma reaction tank and a cleaning water processing method. The cleaning water processing device comprises: a bubble forming unit which forms bubbles by reducing pressure of a mixture of liquid and gas; a plasma reaction tank which applies a voltage to the bubbles in order to produce cleaning water containing bubble liquid plasma; a storage tank storing the cleaning water; a pipe connecting the plasma reaction tank to the storage tank; a circulation pump which circulates the cleaning water in the plasma reaction tank, the storage tank, and the pipe; a radical sensor which measures the concentration of a radical in the cleaning water; a nozzle valve which is opened when the concentration of the radical reaches a reference concentration; and a nozzle through which the cleaning water is discharged when the nozzle valve is opened.

Description

세정수 처리 장치, 플라즈마 리액션 탱크 및 세정수 처리 방법{Cleaning water processing device, plasma reaction tank and cleaning water processing method}Cleaning water processing device, plasma reaction tank and cleaning water processing method

본 발명은 세정수 처리 장치, 플라즈마 리액션 탱크 및 세정수 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a washing water treatment apparatus, a plasma reaction tank and a washing water treatment method.

반도체 장치 제조 공정에서는 세정 공정이 필수적이다. 이러한 세정 공정은 잔여물의 제거를 목적으로 하지만 의도치 않게 반도체 패턴 즉, 금속막과 같은 액티브 영역에 손상을 줄 수 있다. 이는 세정수가 황산이나 불산을 포함하여 금속막의 부식 및 산화를 일으키는 것에 기인할 수 있다. 또한, 이러한 세정수는 환경 오염을 불러오는 원인이 될 수도 있다. The cleaning process is essential in the semiconductor device manufacturing process. This cleaning process is aimed at removing residue but may inadvertently damage the semiconductor pattern, ie an active region such as a metal film. This may be due to washing water causing corrosion and oxidation of the metal film, including sulfuric acid or hydrofluoric acid. In addition, such washing water may be a cause of environmental pollution.

따라서, 이러한 반도체 패턴의 손상을 막으면서 세정을 수행할 수 있는 새로운 세정수의 개발이 필요하다. 특히, 반도체 기술의 세대가 거듭됨에 따라서 반도체 공정의 수가 늘어나고 이에 따른 세정 공정의 수도 늘어나므로, 반도체 패턴의 손상을 방지하고 친환경적인 세정수의 개발이 더욱 시급하다.Therefore, there is a need for the development of new washing water capable of cleaning while preventing damage to such semiconductor patterns. In particular, as the generation of semiconductor technology continues to increase, the number of semiconductor processes increases and the number of cleaning processes accordingly increases, thus preventing the damage of the semiconductor pattern and developing environmentally friendly cleaning water.

본 발명이 해결하려는 과제는 반도체 소자의 노출된 메탈 부분의 손상을 방지하기 위한 세정수를 처리하는 세정수 처리 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a washing water treatment apparatus for treating washing water for preventing damage to an exposed metal part of a semiconductor device.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 반도체 소자의 노출된 메탈 부분의 손상을 방지하기 위한 세정수를 처리하는 플라즈마 리액션 탱크를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a plasma reaction tank for treating the cleaning water to prevent damage to the exposed metal portion of the semiconductor device.

본 발명이 해결하려는 다른 과제는 반도체 소자의 노출된 메탈 부분의 손상을 방지하기 위한 세정수를 처리하는 세정수 처리 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a washing water treatment method for treating the washing water to prevent damage of the exposed metal portion of the semiconductor device.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Tasks to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 세정수 처리 장치는 액체와 가스가 혼합된 혼합액의 압력을 낮춰 버블을 형성하는 버블 형성부, 상기 버블에 전압을 가해서 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수를 형성하는 플라즈마 리액션 탱크, 상기 세정수를 저장하는 저장 탱크, 상기 플라즈마 리액션 탱크와 상기 저장 탱크를 연결하는 배관, 상기 플라즈마 리액션 탱크, 상기 저장 탱크 및 상기 배관에서 상기 세정수를 순환시키는 순환 펌프, 상기 세정수 내의 라디칼의 농도를 측정하는 라디칼 센서, 상기 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하면 개방되는 노즐 밸브 및 상기 노즐 밸브가 개방되면 상기 세정수가 토출되는 노즐을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a cleaning water treatment device including a bubble forming unit for forming bubbles by lowering a pressure of a mixed liquid mixed with a liquid and a gas, and applying a voltage to the bubble to include a bubble liquid plasma. A plasma reaction tank for forming washing water, a storage tank for storing the washing water, a pipe connecting the plasma reaction tank and the storage tank, a circulation for circulating the washing water in the plasma reaction tank, the storage tank, and the pipe A pump, a radical sensor for measuring the concentration of radicals in the washing water, a nozzle valve which is opened when the concentration of the radical reaches a reference concentration, and a nozzle for discharging the washing water when the nozzle valve is opened.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 플라즈마 리액션 탱크는 세정수를 수용하는 탱크 바디, 상기 탱크 바디 내에 임베디드된 제1 및 제2 전극으로서, 상기 제1 전극은 접지되고, 상기 제2 전극은 제1 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 및 상기 제1 및 제2 전극 사이에서, 상기 탱크 바디 내부에 위치하고, 상기 세정수 내의 플라즈마를 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 단계적으로 형성하는 이그니션 전극을 포함한다.Plasma reaction tank according to some embodiments of the present invention for solving the other problem is a tank body for receiving the washing water, the first and second electrodes embedded in the tank body, the first electrode is grounded, The second electrode is positioned inside the tank body between the first and second electrodes to which the first voltage is applied and the first and second electrodes, and directs plasma in the washing water from the first electrode to the second electrode. It includes an ignition electrode to form step by step.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 세정수 처리 방법은 액체와 가스를 혼합하여 혼합액을 형성하고, 상기 혼합액의 압력을 높여 상기 혼합액 내의 상기 가스를 과포화시키고, 상기 혼합액의 압력을 낮춰 상기 혼합액 내에 버블을 발생시키고, 상기 혼합액에 제1 전압을 인가하여 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수를 형성하고, 상기 세정수를 순환시키고, 상기 세정수 내의 라디칼의 농도를 감지하고, 상기 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하면 배출하는 것을 포함한다.Washing water treatment method according to some embodiments of the present invention for solving the other problem to form a mixed liquid by mixing the liquid and gas, to increase the pressure of the mixed liquid to supersaturate the gas in the mixed liquid, the pressure of the mixed liquid Lowering to generate bubbles in the mixed liquid, applying a first voltage to the mixed liquid to form a washing water including bubble liquid plasma, circulating the washing water, sensing the concentration of radicals in the washing water, Releasing when the concentration of the radical reaches the reference concentration.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 도 1의 가압부 및 버블 형성부를 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 2의 버블 형성부를 세부적으로 설명하기 위한 평면 개념도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 리액션 탱크의 전극 형태를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 도 4의 제1 전극, 제2 전극 및 이그니션 전극을 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 5의 이그니션 전극의 형상을 세부적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 1의 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 도 8의 플라즈마 리액션 탱크의 전극 형태를 설명하기 위한 개념 사시도이다.
도 10은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 13은 도 12의 세정수 형성 단계를 세부적으로 설명하기 위한 순서도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram for describing in detail the pressing part and the bubble forming part of FIG. 1.
3 is a plan view conceptually illustrating a bubble forming part of FIG. 2 in detail.
FIG. 4 is a conceptual diagram for describing an electrode form of the plasma reaction tank of FIG. 1.
FIG. 5 is a conceptual diagram for describing in detail the first electrode, the second electrode, and the ignition electrode of FIG. 4.
6 is a perspective view illustrating in detail the shape of the ignition electrode of FIG. 5.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating the in-liquid plasma monitoring apparatus of FIG. 1.
8 is a conceptual view illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual perspective view illustrating an electrode form of the plasma reaction tank of FIG. 8.
10 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention.
11 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment device according to some embodiments of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a washing water treatment method according to some embodiments of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart for explaining the washing water forming step of FIG. 12 in detail.

이하에서, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 세정수 처리 장치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

도 1은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 2는 도 1의 가압부 및 버블 형성부를 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다. 도 3은 도 2의 버블 형성부를 세부적으로 설명하기 위한 평면 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a pressurization unit and a bubble forming unit of FIG. 1 in detail. 3 is a plan view conceptually illustrating a bubble forming part of FIG. 2 in detail.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치는 가압부(100), 버블 형성부(200), 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600), 제2 배관(700) 및 노즐(800)을 포함한다.1 to 3, the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention may include a pressurization part 100, a bubble forming part 200, a plasma reaction tank 300, a first pipe 400, The storage tank 500, the radical sensor 600, the second pipe 700, and the nozzle 800 are included.

제1 방향(X)과 제2 방향(Y)은 서로 교차하는 수평 방향일 수 있다. 예를 들어, 제1 방향(X)과 제2 방향(Y)은 서로 직교할 수 있다. 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 서로 교차하는 방향일 수 있다. 예를 들어, 제3 방향(Z)은 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)과 모두 직교할 수 있다. 따라서, 제1 방향(X), 제2 방향(Y) 및 제3 방향(Z)은 모두 오소고날(orthogonal)한 방향일 수 있다.The first direction X and the second direction Y may be horizontal directions that cross each other. For example, the first direction X and the second direction Y may be perpendicular to each other. The third direction Z may be a direction crossing each other with the first direction X and the second direction Y. FIG. For example, the third direction Z may be orthogonal to both the first direction X and the second direction Y. FIG. Accordingly, the first direction X, the second direction Y, and the third direction Z may all be orthogonal directions.

가압부(100)는 가스 주입구(110), 액체 압송부(120) 및 액체 주입구(130)를 포함한다. 액체 압송부(120)는 가압부(100)로 액체가 들어오는 통로일 수 있다. 액체 압송부(120)는 플라즈마 리액션 탱크(300)에서 생성되어, 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600) 및 제2 배관(700)을 통과하여 순환된 세정수(S)가 주입되는 통로일 수 있다. The pressurization part 100 includes a gas inlet 110, a liquid pumping unit 120, and a liquid inlet 130. The liquid pumping unit 120 may be a passage through which liquid enters the pressing unit 100. The liquid pumping unit 120 is generated in the plasma reaction tank 300 and circulated through the first pipe 400, the storage tank 500, the radical sensor 600, and the second pipe 700 ( It may be a passage through which S) is injected.

또는, 액체 압송부(120)는 액체 주입구(130)를 통해서 새로 들어온 액체가 들어오는 통로일 수도 있다. 액체 주입구(130)는 액체 압송부(120)로 연결되는 제2 배관(700)의 측면에 형성될 수 있다. 액체 주입구(130)는 액체 압송부(120)로 연결만 된다면 그 위치가 제한되지 않을 수 있다.Alternatively, the liquid pumping unit 120 may be a passage through which the newly introduced liquid enters through the liquid inlet 130. The liquid inlet 130 may be formed at a side surface of the second pipe 700 connected to the liquid pump 120. The liquid inlet 130 may not be limited as long as it is connected to the liquid pump 120.

액체 주입구(130)는 세정수(S)의 용매인 액체가 투입될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 증류수, 탄산수(CO2 water), 전해 이온수 및 세정수 중 적어도 하나일 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.The liquid inlet 130 may be a liquid which is a solvent of the washing water (S). For example, the solvent may be at least one of distilled water, carbonated water (CO 2 water), electrolytic ionized water, and washing water. However, the present embodiment is not limited thereto.

가스 주입구(110)는 가압부(100)로 가스가 주입되는 통로일 수 있다. 가스 주입구(110)로는 추후 세정수(S) 내의 라디칼(radical)의 생성을 위한 가스가 투입될 수 있다. 사용하는 라디칼의 종류에 따라서, 가스 주입구(110)로 투입되는 가스의 종류는 달라질 수 있다. The gas injection hole 110 may be a passage through which gas is injected into the pressurization part 100. A gas for generating radicals in the washing water S may be introduced into the gas inlet 110. Depending on the type of radical used, the type of gas introduced into the gas inlet 110 may vary.

투입되는 가스의 종류는 예를 들어, O2, H2, N2, NF3, CxFy, F2, Cl2, Br2, He, Ar 및 이들의 혼합 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.The type of gas introduced may include, for example, at least one of O 2 , H 2 , N 2 , NF 3 , C x F y , F 2 , Cl 2 , Br 2 , He, Ar, and a mixed gas thereof. Can be. However, it is not limited thereto.

가스 주입구(110)로는 세정수(S) 내의 라디칼(radical)의 생성을 위한 가스가 투입될 수 있다. 사용하는 라디칼의 종류에 따라서, 가스 주입구(110)로 투입되는 가스의 종류는 달라질 수 있다. 투입되는 가스의 종류는 예를 들어, O2, H2, N2, NF3, CxFy, F2, Cl2, Br2, He, Ar 및 이들의 혼합 가스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단, 이에 제한되는 것은 아니다.A gas for generating radicals in the washing water S may be introduced into the gas inlet 110. Depending on the type of radical used, the type of gas introduced into the gas inlet 110 may vary. The type of gas introduced may include, for example, at least one of O 2 , H 2 , N 2 , NF 3 , C x F y , F 2 , Cl 2 , Br 2 , He, Ar, and a mixed gas thereof. Can be. However, it is not limited thereto.

구체적으로, 가스 주입구(110)에 산소(O2) 가스가 투입되는 경우, 액체와 결합하여 OH·, O·, O2·, O3·, HO2·, H3O· 및 H· 중 적어도 하나의 라디칼을 세정수(S)에서 사용할 수 있다. 또는 다른 가스를 이용하는 경우 NO·, NO2·, NO3·, CO2·, CO3·, Cl·, F·, Br·, BrO·, ClO· 및 HF2· 중 적어도 하나의 라디칼을 세정수(S)에서 사용할 수도 있다.Specifically, when oxygen (O 2 ) gas is injected into the gas inlet 110, it is combined with a liquid to form OH ·, O ·, O 2 ·, O 3 ·, HO 2 ·, H 3 O · and H · At least one radical may be used in the washing water (S). Or at least one of NO, NO 2 , NO 3 , CO 2 , CO 3 , Cl, F, Br, BrO, ClO, and HF 2 when using other gases. It can also be used in numbers S.

라디칼이란 빛, 열 또는 전기와 같은 자극들에 의해서 반응이 일어날 때, 형성되는 물질로서 짝지어지지 않은 홀 전자를 가지는 원자 혹은 화합물 상태로 만들었을 때, 반응성이 높게 형성되는 물질을 의미한다. 이에 따라서, 라디칼은 안정적으로 유지되지 않고, 길지 않은 라이프 타임 동안 존재하다가 사라질 수 있다. 이러한 라디컬은 반응성이 크기 때문에 세정의 대상이 되어야 하는 유기물 및 무기물의 분해 반응을 일으킬 수 있다.A radical is a substance that is formed when a reaction occurs by stimuli such as light, heat or electricity, and when it is made into an atom or compound state having unpaired hole electrons, it means a substance that is highly reactive. Accordingly, the radicals do not remain stable and may exist and disappear for a long lifetime. Since radicals are highly reactive, they can cause decomposition reactions of organic and inorganic substances that should be cleaned.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 세정수(S)는 이러한 라디칼을 이용하여 고분자 화합물의 분해를 하여 세정을 수행할 수 있다. 이러한 방식은 기존의 황산 또는 불산을 사용하는 세정 방식에 비해서, 금속 패턴에 대한 부식 및 산화를 방지할 수 있다. 또한, 라이프 타임이 경과하면 라디칼은 다시 물이나 산소 등과 같은 무해한 액체 내지 기체로 돌아가기 때문에 환경 오염의 우려도 전혀 없다.The washing water S of the washing water treatment device according to some embodiments of the present invention may decompose the polymer compound using such radicals to perform washing. This method can prevent corrosion and oxidation of the metal pattern as compared with the cleaning method using conventional sulfuric acid or hydrofluoric acid. In addition, when the lifetime passes, the radicals return to harmless liquids or gases such as water or oxygen, so there is no fear of environmental pollution.

가스 주입구(110)는 액체 주입구(130)가 형성된 액체 압송부(120)와 연결되어 용매와 가스가 서로 섞일 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 가스 주입구(110)는 액체 압송부(120)의 중간 부분에 연결되어 용매의 흐름에 따라 가스와 용매가 서로 섞이도록 할 수 있다.The gas inlet 110 may be connected to the liquid pumping unit 120 in which the liquid inlet 130 is formed to allow the solvent and the gas to mix with each other. For example, the gas inlet 110 may be connected to an intermediate portion of the liquid pumping unit 120 so that the gas and the solvent are mixed with each other according to the flow of the solvent.

가압부(100)는 가스와 액체가 혼합된 혼합액(M)을 수용할 수 있다. 혼합액(M)은 가스와 액체가 투입되는 속도에 의해서 서로 혼합되어 형성될 수 있다.The pressurization part 100 may accommodate the mixed liquid M in which gas and liquid are mixed. The mixed liquid M may be formed by mixing with each other by the speed at which the gas and the liquid are introduced.

가압부(100) 내부에는 가압 펌프가 존재할 수 있다. 상기 가압 펌프는 가압부(100) 내부의 압력을 높일 수 있다. 상기 가압 펌프에 의해서 압력이 높아지면 혼합액(S) 내부에 가스가 용해되는 비율이 높아질 수 있다. 이에 따라서, 혼합액(S)은 가스가 과포화 용해된 과포화 용존수가 될 수 있다.The pressurization pump may be present in the pressurization part 100. The pressure pump may increase the pressure inside the pressurization part 100. When the pressure is increased by the pressure pump, the rate at which the gas is dissolved in the mixed solution S may be increased. Accordingly, the mixed solution S may be supersaturated dissolved water in which gas is supersaturated and dissolved.

혼합액(M)이 플라즈마 리액션 탱크(300)에서 세정수(S)가 되어 순환되어 다시 가압부(100)로 돌아오는 경우에는 가압부(100) 내부에는 혼합액(M) 대신 세정수(S)가 수용될 수도 있다.When the mixed solution M is circulated to the washing water S in the plasma reaction tank 300 and returns to the pressurizing unit 100, the washing water S is replaced inside the pressurizing unit 100 instead of the mixed liquid M. It may be acceptable.

버블 형성부(200)는 가압부(100)에 연결될 수 있다. The bubble forming unit 200 may be connected to the pressing unit 100.

버블 형성부(200)는 격벽(210) 및 오리피스(220)를 포함할 수 있다. 격벽(210)은 가압부(100)에서 높은 압력으로 과포화된 혼합액(M)을 차단할 수 있다.The bubble forming unit 200 may include a partition wall 210 and an orifice 220. The partition wall 210 may block the supersaturated mixed solution M at a high pressure in the pressurization part 100.

격벽(210)은 우선적으로 가압부(100)와 플라즈마 리액션 탱크(300)를 차단하고 있을 수 있다. 즉, 격벽(210)은 가압부(100)와 플라즈마 리액션 탱크(300)의 공간을 차단하는 벽일 수 있다.The partition wall 210 may preferentially block the pressurization part 100 and the plasma reaction tank 300. That is, the partition wall 210 may be a wall blocking the space between the pressurization part 100 and the plasma reaction tank 300.

오리피스(220)는 격벽(210) 내에 형성된 홀일 수 있다. 오리피스(220)는 매우 작은 폭을 가질 수 있다. 오리피스(220)는 격벽(210) 내에 복수로 존재할 수 있다. 오리피스(220)는 혼합액(M)이 가압부(100)에서 플라즈마 리액션 탱크(300)로 이동하는 통로일 수 있다.The orifice 220 may be a hole formed in the partition wall 210. Orifice 220 may have a very small width. Orifices 220 may exist in a plurality of partitions 210. The orifice 220 may be a passage through which the mixed liquid M moves from the pressurization part 100 to the plasma reaction tank 300.

오리피스(220)는 혼합액(M)이 과포화될 때까지는 닫혀있다가 혼합액(M)이 과포화된 후에 동시에 개방될 수 있다. 이에 따라서, 혼합액(M)은 가압부(100)에서 오리피스(220)를 통해서 플라즈마 리액션 탱크(300)로 이동할 수 있다.The orifice 220 may be closed until the mixed liquid M is supersaturated and open simultaneously after the mixed liquid M is supersaturated. Accordingly, the mixed liquid M may move from the pressurization part 100 to the plasma reaction tank 300 through the orifice 220.

이 때, 가압부(100)는 오리피스(220)의 폭보다 훨씬 큰 폭을 가지고 있으므로 혼합액(M)에 가해지는 압력이 급격하게 낮아질 수 있다. 특히, 혼합액(M)은 가압부(100)에서 가압 펌프에 의해서 높은 압력을 가지게 되었으므로, 버블 형성부(200) 및 플라즈마 리액션 탱크(300)에서의 압력은 가압부(100)에서보다 크게 낮을 수 있다.At this time, since the pressing unit 100 has a width much larger than that of the orifice 220, the pressure applied to the mixed liquid M may be drastically lowered. In particular, since the mixed solution M has a high pressure by the pressure pump in the pressurizing part 100, the pressure in the bubble forming part 200 and the plasma reaction tank 300 may be significantly lower than in the pressurizing part 100. have.

이에 따라서, 플라즈마 리액션 탱크(300)에서는 혼합액(M)의 내부에 버블(B)이 형성될 수 있다. 버블(B)은 가스 주입구(110)에 의해서 투입된 가스의 기포일 수 있다. 즉, 버블(B) 내부에는 상기 가스가 존재할 수 있다.Accordingly, in the plasma reaction tank 300, bubbles B may be formed inside the mixed solution M. FIG. The bubble B may be a bubble of gas injected by the gas injection port 110. That is, the gas may exist inside the bubble B.

도 3에서 버블 형성부(200)의 격벽(210)의 외주면은 원형으로 도시되었으나, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 버블 형성부(200)의 격벽(210)의 외주면은 사각형일 수도 있고, 기타 다른 형상일 수도 있다.In FIG. 3, the outer circumferential surface of the partition wall 210 of the bubble forming unit 200 is illustrated as a circle, but the embodiment is not limited thereto. That is, the outer circumferential surface of the partition wall 210 of the bubble forming unit 200 may be rectangular or may have other shapes.

도 4는 도 1의 플라즈마 리액션 탱크의 전극 형태를 설명하기 위한 개념도이고, 도 5는 도 4의 제1 전극, 제2 전극 및 이그니션 전극을 세부적으로 설명하기 위한 개념도이다. 도 6은 도 5의 이그니션 전극의 형상을 세부적으로 설명하기 위한 사시도이다.4 is a conceptual diagram for describing an electrode form of the plasma reaction tank of FIG. 1, and FIG. 5 is a conceptual diagram for describing in detail the first electrode, the second electrode, and the ignition electrode of FIG. 4. 6 is a perspective view illustrating in detail the shape of the ignition electrode of FIG. 5.

도 1, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 버블 형성부(200)에서 연결될 수 있다. 혼합액(M)은 가압부(100)에서 버블 형성부(200)를 통해서 플라즈마 리액션 탱크(300)로 이동할 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제1 전극(310), 제2 전극(320) 및 이그니션 전극(330)을 포함할 수 있다.1 and 4 to 6, the plasma reaction tank 300 may be connected in the bubble forming unit 200. The mixed solution M may move from the pressurization part 100 to the plasma reaction tank 300 through the bubble forming part 200. The plasma reaction tank 300 may include a first electrode 310, a second electrode 320, and an ignition electrode 330.

플라즈마 리액션 탱크(300)의 내부에는 혼합액(M)이 수용될 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300)는 혼합액(M)에 전압을 가해서 혼합액(M)을 세정수(S)로 변환시킬 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300)에서 생성된 세정수(S)는 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600), 제2 배관(700), 가압부(100) 및 버블 형성부(200)를 순환하여 다시 플라즈마 리액션 탱크(300)로 돌아올 수 있다. 이러한 경우에는 플라즈마 리액션 탱크(300)는 세정수(S)를 수용할 수 있다.The mixed liquid M may be accommodated in the plasma reaction tank 300. The plasma reaction tank 300 may convert the mixed liquid M into the washing water S by applying a voltage to the mixed liquid M. FIG. The washing water S generated by the plasma reaction tank 300 may include the first pipe 400, the storage tank 500, the radical sensor 600, the second pipe 700, the pressurizing part 100, and the bubble forming part. Circulating 200 may return to the plasma reaction tank 300 again. In this case, the plasma reaction tank 300 may receive the washing water (S).

제1 전극(310)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 일 측면에 형성될 수 있다. 제1 전극(310)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 외벽에 임베디드(embeded)될 수 있다. 또는 제1 전극(310)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 내부에서 제1 코팅(311)에 의해서 덮혀있을 수 있다. 제1 코팅(311)은 세정수(S) 또는 혼합액(M)과 제1 전극(310)이 직접 접하지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다.The first electrode 310 may be formed on one side of the plasma reaction tank 300. The first electrode 310 may be embedded on the outer wall of the plasma reaction tank 300. Alternatively, the first electrode 310 may be covered by the first coating 311 in the plasma reaction tank 300. The first coating 311 may serve to block the washing water S or the mixed solution M from directly contacting the first electrode 310.

제1 전극(310)은 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(310)은 금속을 포함할 수 있다. 이에 반해서 제1 코팅(311)은 절연체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 코팅(311)은 비금속 세라믹 물질을 포함할 수 있다.The first electrode 310 may include a conductor. For example, the first electrode 310 may include a metal. In contrast, the first coating 311 may include an insulator. For example, the first coating 311 may comprise a nonmetal ceramic material.

제2 전극(320)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 타 측면에 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(320)은 플라즈마 리액션 탱크(300)에서 제1 전극(310)과 제1 방향(X)으로 이격된 반대편에 위치할 수 있다. 이를 통해서, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)은 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 위치한 혼합액(M)에 전압을 인가할 수 있다.The second electrode 320 may be formed on the other side of the plasma reaction tank 300. For example, the second electrode 320 may be located on the opposite side of the plasma reaction tank 300 spaced apart from the first electrode 310 in the first direction X. FIG. Through this, the first electrode 310 and the second electrode 320 may apply a voltage to the mixed solution M located between the first electrode 310 and the second electrode 320.

제2 전극(320)도 플라즈마 리액션 탱크(300)의 외벽에 임베디드될 수 있다. 또는 제2 전극(320)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 내부에서 제2 코팅(321)에 의해서 덮혀있을 수 있다. 제2 코팅(321)은 세정수(S) 또는 혼합액(M)과 제2 전극(320)이 직접 접하지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다.The second electrode 320 may also be embedded in the outer wall of the plasma reaction tank 300. Alternatively, the second electrode 320 may be covered by the second coating 321 inside the plasma reaction tank 300. The second coating 321 may serve to block the washing water S or the mixed solution M from directly contacting the second electrode 320.

제2 전극(320)은 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(320)은 금속을 포함할 수 있다. 이에 반해서 제2 코팅(321)은 절연체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 코팅(321)은 비금속 세라믹 물질을 포함할 수 있다.The second electrode 320 may include a conductor. For example, the second electrode 320 may include a metal. In contrast, the second coating 321 may include an insulator. For example, the second coating 321 may comprise a nonmetal ceramic material.

제1 전극(310)은 배선(370)에 의해서 접지 단자(340)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(320)은 배선(370)에 의해서 전원(350)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전원(350)은 제2 전극(320)과 접지 단자(340) 사이에서 전기적으로 연결될 수 있다.The first electrode 310 may be electrically connected to the ground terminal 340 by the wiring 370. The second electrode 320 may be electrically connected to the power source 350 by the wiring 370. The power supply 350 may be electrically connected between the second electrode 320 and the ground terminal 340.

스위치(360)는 제2 전극(320)과 전원(350) 사이의 배선(370)에 위치할 수 있다. 스위치(360)는 제2 전극(320)과 전원(350)의 연결을 스위칭 동작에 의해서 제어할 수 있다. 즉, 스위치(360)가 단락되면 제2 전극(320)은 전원(350)과 연결되고, 스위치(360)가 개방되면 제2 전극(320)은 전원(350)과 연결되지 않을 수 있다.The switch 360 may be located on the wiring 370 between the second electrode 320 and the power source 350. The switch 360 may control the connection between the second electrode 320 and the power source 350 by a switching operation. That is, when the switch 360 is shorted, the second electrode 320 may be connected to the power source 350, and when the switch 360 is open, the second electrode 320 may not be connected to the power source 350.

전원(350)은 직류 전원일 수도 있고, 교류 전원일 수도 있다. 전원(350)은 예를 들어, RF 펄스 전원일수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The power supply 350 may be a DC power supply or an AC power supply. The power supply 350 may be, for example, an RF pulse power supply, but is not limited thereto.

이그니션 전극(330)은 제1 전극(310)과 제2 전극(320) 사이에 위치할 수 있다. 구체적으로, 이그니션 전극(330)은 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 제1 방향(X) 사이에 배치될 수 있다. The ignition electrode 330 may be located between the first electrode 310 and the second electrode 320. In detail, the ignition electrode 330 may be disposed between the first direction X and the first direction X of the second electrode 320.

이그니션 전극(330)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 하부에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 서로 마주보는 영역에서 이그니션 전극(330)이 오버랩되지 않고, 아래 방향 즉 제3 방향(Z)으로 비켜져 배치될 수 있다. 이는 이그니션 전극(330)과 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)이 플라즈마를 단계적으로 형성하기 위함이다.The ignition electrode 330 may be disposed under the plasma reaction tank 300. Accordingly, the ignition electrode 330 may not be overlapped in the region where the first electrode 310 and the second electrode 320 face each other, and may be disposed in a downward direction, that is, in the third direction Z. This is for the ignition electrode 330, the first electrode 310, and the second electrode 320 to form plasma in steps.

이그니션 전극(330)은 혼합액(M) 내부의 버블(B)의 점화를 수행할 수 있다. 이그니션 전극(330)은 배선(370)에 의해서 전원(350)과 연결될 수 있다. 이그니션 전극(330)은 제3 코팅(331)에 의해서 덮혀있을 수 있다. 제3 코팅(331)은 세정수(S) 또는 혼합액(M)과 이그니션 전극(330)이 직접 접하지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다.The ignition electrode 330 may perform ignition of the bubble B inside the mixed solution M. FIG. The ignition electrode 330 may be connected to the power source 350 by the wiring 370. The ignition electrode 330 may be covered by the third coating 331. The third coating 331 may serve to block the washing water S or the mixed solution M and the ignition electrode 330 so as not to directly contact each other.

이그니션 전극(330)은 도전체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이그니션 전극(330)은 금속을 포함할 수 있다. 이에 반해서 제3 코팅(331)은 절연체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 코팅(331)은 비금속 세라믹 물질을 포함할 수 있다.The ignition electrode 330 may include a conductor. For example, the ignition electrode 330 may include a metal. In contrast, the third coating 331 may include an insulator. For example, the third coating 331 may comprise a nonmetal ceramic material.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 제2 전극(320)에 앞서 이그니션 전극(330)에만 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 이그니션 전극(330)이 플라즈마를 점화시켜 제1 영역(R1)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. The plasma reaction tank 300 may connect the power source 350 only to the ignition electrode 330 prior to the second electrode 320. As a result, the ignition plasma may be formed in the first region R1 by the ignition electrode 330 igniting the plasma.

이어서, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 스위치(360)를 단락시켜 제2 전극(320)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)은 그 사이의 혼합액(M) 및 버블(B)에 전압을 인가할 수 있다. 인가된 전압을 통해서 제2 영역(R2)은 액티브 플라즈마가 형성될 수 있다.Subsequently, the plasma reaction tank 300 may connect the power supply 350 to the second electrode 320 by shorting the switch 360. Through this, the first electrode 310 and the second electrode 320 may apply a voltage to the mixed liquid M and the bubble B therebetween. Active plasma may be formed in the second region R2 through the applied voltage.

상기 액티브 플라즈마는 상기 이그니션 플라즈마에 의해서 더 쉽고 낮은 에너지로 형성될 수 있다. 즉, 이그니션 플라즈마가 없이 바로 액티브 플라즈마를 형성하는 것은 보다 더 높은 이그니션 에너지를 필요로 한다.The active plasma may be formed with easier and lower energy by the ignition plasma. That is, forming an active plasma directly without an ignition plasma requires higher ignition energy.

이러한 높은 이그니션 에너지는 플라즈마 리액션 탱크(300)의 손상을 유발할 수 있다. 이에 따라서, 이러한 이그니션 에너지를 최소화하기 위해서 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제2 전극(320)에 바로 전원(350)을 연결하지 않고, 이그니션 전극(330)에 먼저 전원(350)을 연결하고, 이어서 제2 전극(320)에 전원을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 더 낮은 에너지로 먼저 이그니션 플라즈마를 형성하고, 이어서 안정적으로 액티브 플라즈마를 형성할 수 있다.This high ignition energy can cause damage to the plasma reaction tank 300. Accordingly, in order to minimize the ignition energy, the plasma reaction tank 300 connects the power supply 350 to the ignition electrode 330 first, without first connecting the power supply 350 directly to the second electrode 320. A power source may be connected to the second electrode 320. Through this, the ignition plasma can be formed first with lower energy, and then the active plasma can be stably formed.

이그니션 전극(330)은 제1 베이스부(332), 제2 베이스부(333) 및 돌출부(334)를 포함할 수 있다. 제1 베이스부(332)는 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 제1 베이스부(332)는 제2 방향(Y)으로 동일한 높이로 연장될 수 있다.The ignition electrode 330 may include a first base part 332, a second base part 333, and a protrusion 334. The first base portion 332 may have a first height h1. The first base portion 332 may extend at the same height in the second direction (Y).

제2 베이스부(333)도 제1 베이스부(332)와 같이 제1 높이(h1)를 가질 수 있다. 제2 베이스부(333) 역시 제2 방향(Y)으로 동일한 높이로 연장될 수 있다.The second base portion 333 may also have a first height h1 like the first base portion 332. The second base part 333 may also extend to the same height in the second direction Y. FIG.

돌출부(334)는 제1 방향(X)으로 제1 베이스부(332) 및 제2 베이스부(333) 사이에 위치할 수 있다. 돌출부(334)는 제2 높이(h2)를 가질 수 있다. 제2 높이(h2)는 제1 높이(h1)보다 더 클 수 있다. 돌출부(334)도 제2 방향(Y)으로 동일한 높이로 연장될 수 있다.The protrusion 334 may be located between the first base part 332 and the second base part 333 in the first direction X. The protrusion 334 may have a second height h2. The second height h2 may be greater than the first height h1. The protrusion 334 may also extend to the same height in the second direction (Y).

따라서, 이그니션 전극(330)은 뒤집어진 T 형상의 단면을 가지고, 제2 방향(Y)으로 연장된 막대 전극일 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.Accordingly, the ignition electrode 330 may be a bar electrode having an inverted T-shaped cross section and extending in the second direction (Y). However, the present embodiment is not limited thereto.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 상술한 방식으로 혼합액(M)에 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, 혼합액(M)의 버블(B) 내부의 가스가 플라즈마로 변환될 수 있다. 이러한 플라즈마를 버블 리퀴드 플라즈마(bubble liquid plasma)로 정의할 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300)는 혼합액(M)을 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수(S)로 변환시킬 수 있다.The plasma reaction tank 300 may apply a voltage to the mixed liquid M in the manner described above. Accordingly, the gas inside the bubble B of the mixed liquid M may be converted into plasma. Such a plasma may be defined as a bubble liquid plasma. The plasma reaction tank 300 may convert the mixed solution M into the washing water S including the bubble liquid plasma.

세정수(S)는 버블 리퀴드 플라즈마에서 용해되는 라디칼을 포함할 수 있다. 상기 라디칼은 세정수(S)가 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600), 제2 배관(700), 가압부(100) 및 버블 형성부(200)를 순환하는 동안 버블 리퀴드 플라즈마 내에서 세정수(S) 내로 용해될 수 있다. The washing water S may include radicals dissolved in the bubble liquid plasma. The radical is the washing water (S) is formed in the plasma reaction tank 300, the first pipe 400, the storage tank 500, the radical sensor 600, the second pipe 700, the pressurizing portion 100 and bubbles While circulating the unit 200, it may be dissolved into the washing water S in the bubble liquid plasma.

상기 라디칼은 라이프 타임이 짧아 순환하는 동안 소멸될 수 있지만, 플라즈마 리액션 탱크(300)가 전압을 인가하여 라디칼을 재생성할 수 있다. 따라서, 세정수(S)는 순환하는 동안 소멸되는 라디칼에도 불구하고 계속해서 라디칼을 포함할 수 있다.The radicals may be extinguished during the cycle due to a short life time, but the plasma reaction tank 300 may apply a voltage to regenerate the radicals. Thus, the washing water (S) may continue to contain radicals in spite of radicals that disappear during circulation.

다시, 도 1을 참조하면, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300) 내부의 세정수(S)의 라디칼의 종류 및 농도를 확인할 수 있다. 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 또한 세정수(S) 내의 버블(B)의 가스의 종류도 확인할 수 있다.Again, referring to FIG. 1, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may check the type and concentration of radicals in the washing water S inside the plasma reaction tank 300. The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may also check the kind of gas of the bubble B in the washing water S. FIG.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300) 내부의 가스 및 라디칼 각각의 종류 및 농도를 확인하여 라디칼을 생성하는 플라즈마 리액션이 잘 수행되는지를 모니터링할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present disclosure may monitor the type and concentration of each of the gases and radicals in the plasma reaction tank 300 to monitor whether the plasma reaction for generating radicals is performed well. Can be.

만일, 의도한 라디칼의 종류가 생성되지 않거나, 의도한 라디칼의 농도가 형성되지 않는 경우에는 주입된 가스의 유량이나 종류를 조절하여 플라즈마 리액션이 이루어 지도록 할 수 있다.If the type of the intended radical is not generated or the concentration of the intended radical is not formed, the plasma reaction may be performed by adjusting the flow rate or type of the injected gas.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 전기적 측정 방법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 상기 전기적 측정 방법은 유전체를 포함하는 리퀴드 플라즈마의 전기적 특성을 분석하여 모니터링 하는 방법이다. 즉, 전기적 측정 방법은 버블(B)과 플라즈마의 밀도 및 세정수(S)의 성질을 전기적으로 분석할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present invention may measure the type and concentration of radicals using an electrical measurement method. The electrical measurement method is a method of analyzing and monitoring electrical characteristics of a liquid plasma including a dielectric. That is, the electrical measurement method can electrically analyze the density of the bubble (B) and the plasma and the properties of the washing water (S).

이를 위해서, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 전원과 전극을 포함할 수 있다. 이를 통해서 세정수(S) 내에 전압이나 전류를 인가하고 그에 따른 저항 등을 검출하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다.To this end, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may include a power supply and an electrode. Through this, by applying a voltage or current in the washing water (S), it is possible to measure the type and concentration of radicals by detecting the resistance and the like.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 마이크로파 분석법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 상기 마이크로파 분석법은 마이크로파의 분산 관계(wave dispersion relation)를 활용하여 인리퀴드 플라즈마(In-liquid plasma)의 밀도 분석을 수행할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present invention may measure the type and concentration of radicals using microwave analysis. The microwave analysis method may perform density analysis of an in-liquid plasma by using a wave dispersion relation of microwaves.

또는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 광학적 분석법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. Alternatively, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present invention may measure the type and concentration of radicals using an optical analysis method.

도 7은 도 1의 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치를 설명하기 위한 개념도이다.FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating the in-liquid plasma monitoring apparatus of FIG. 1.

도 1 및 도 7을 참조하면, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300) 외부에 위치할 수 있다.1 and 7, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may be located outside the plasma reaction tank 300.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 탱크 바디(301)와 윈도우(302)를 포함할 수 있다. 탱크 바디(301)는 플라즈마 리액션 탱크(300)의 하우징으로서, 세정수(S)를 수용하는 외벽 부분을 의미할 수 있다.The plasma reaction tank 300 may include a tank body 301 and a window 302. The tank body 301 is a housing of the plasma reaction tank 300 and may mean an outer wall portion for receiving the washing water S.

윈도우(302)는 탱크 바디(301) 내에 형성될 수 있다. 윈도우(302)는 투명한 재질로 형성되어 플라즈마 리액션 탱크(300)의 외부에서 내부를 확인하도록 할 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300) 내의 버블(B)은 내부에 플라즈마를 포함하므로 자체적으로 발광할 수 있다. 이러한 버블(B)에 발생한 광(L)은 윈도우(302)를 통해서 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)에 감지될 수 있다.The window 302 may be formed in the tank body 301. The window 302 may be formed of a transparent material to check the inside from the outside of the plasma reaction tank 300. The bubble B in the plasma reaction tank 300 may emit light by itself because it includes a plasma therein. Light L generated in the bubble B may be detected by the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 through the window 302.

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 광(L)을 감지하여 플라즈마 가스의 종류, 가스의 온도 및 플라즈마의 상대 밀도를 분석하여 세정수(S)의 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may measure the type and concentration of radicals of the washing water S by detecting the light L and analyzing the type of the plasma gas, the temperature of the gas, and the relative density of the plasma.

이 때, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 방출 분광법(OES; Optical Emission Spectroscopy)에 의한 측정 모듈일 수 있다.In this case, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may be a measurement module by optical emission spectroscopy (OES).

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300)의 라디칼 생성 반응을 모니터링할 수 있어 세정수(S)의 생성이 잘 진행되는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may monitor the radical generation reaction of the plasma reaction tank 300 to check in real time whether the generation of the washing water S proceeds well.

다시 도 1을 참조하면, 제1 배관(400)은 플라즈마 리액션 탱크(300)과 연결될 수 있다. 제1 배관(400)은 플라즈마 리액션 탱크(300)와 저장 탱크(500)를 연결할 수 있다. 제1 배관(400)은 플라즈마 리액션 탱크(300) 내부의 세정수(S)를 저장 탱크(500)로 전송할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the first pipe 400 may be connected to the plasma reaction tank 300. The first pipe 400 may connect the plasma reaction tank 300 and the storage tank 500. The first pipe 400 may transmit the washing water S inside the plasma reaction tank 300 to the storage tank 500.

도 1에서는 제1 배관(400)이 플라즈마 리액션 탱크(300)의 제3 방향(Z)에서 연결되는 것으로 도시되었으나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.In FIG. 1, the first pipe 400 is shown to be connected in the third direction Z of the plasma reaction tank 300, but this is merely an example and the present exemplary embodiment is not limited thereto.

저장 탱크(500)는 제1 배관(400)과 연결될 수 있다. 저장 탱크(500)는 세정수(S)가 저장되는 공간일 수 있다. 저장 탱크(500)는 제1 배관(400), 라디칼 센서(600) 및 노즐(800)과 연결될 수 있다.The storage tank 500 may be connected to the first pipe 400. The storage tank 500 may be a space in which the washing water S is stored. The storage tank 500 may be connected to the first pipe 400, the radical sensor 600, and the nozzle 800.

저장 탱크(500)는 제1 밸브(810)와 제2 밸브(820)를 포함할 수 있다. 제1 밸브(810)는 저장 탱크(500)와 노즐(800)과 연결되는 부분에 위치할 수 있다. 제1 밸브(810)는 닫혀있다가 라디칼 센서(600)에 의해서 개방되어 세정수(S)를 노즐(800)로 이동시킬 수 있다.The storage tank 500 may include a first valve 810 and a second valve 820. The first valve 810 may be located at a portion connected to the storage tank 500 and the nozzle 800. The first valve 810 may be closed and opened by the radical sensor 600 to move the washing water S to the nozzle 800.

제2 밸브(820)는 저장 탱크(500)와 라디칼 센서(600)가 연결되는 부분에 위치할 수 있다. 제2 밸브(820)는 열려있다가 라디칼 센서(600)에 의해서 닫혀져 세정수(S)가 통과하지 못하도록할 수 있다.The second valve 820 may be located at a portion where the storage tank 500 and the radical sensor 600 are connected. The second valve 820 may be open and closed by the radical sensor 600 to prevent the washing water S from passing through.

제1 밸브(810) 및 제2 밸브(820)에 대해서는 추후에 더 자세히 설명한다.The first valve 810 and the second valve 820 will be described in more detail later.

라디칼 센서(600)는 저장 탱크(500)의 세정수(S)의 라디칼의 농도를 센싱할 수 있다. 라디칼 센서(600)는 다양한 방법으로 세정수(S)의 라디칼의 농도를 센싱할 수 있다.The radical sensor 600 may sense the concentration of radicals in the washing water S of the storage tank 500. The radical sensor 600 may sense the concentration of radicals in the washing water S in various ways.

예를 들어, 라디칼 센서(600)는 분광학적 방법으로 세정수(S)의 라디칼 농도를 측정할 수 있다. 상기 분광학적 방법이란, NDIR(Non-dispersive infrared ray) 또는 IR 스펙트로스코피(spectroscopy)를 이용하여 라디칼 반응 생성물이나 소모인자 또는 검출 화합물(probe compound)의 생성 속도 및 소멸 속도를 측정하는 방법일 수 있다. 이를 통해서 라디칼 센서(600)는 세정수(S)의 라디칼을 정량 분석할 수 있다.For example, the radical sensor 600 may measure the radical concentration of the washing water S by a spectroscopic method. The spectroscopic method may be a method of measuring the production rate and the extinction rate of a radical reaction product, a consumable factor, or a probe compound by using non-dispersive infrared ray (NDIR) or IR spectroscopy. . Through this, the radical sensor 600 may quantitatively analyze the radicals in the washing water (S).

또는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 라디칼 센서(600)는 자기 스핀 공명법(EPR; Electron Paramagnetic Resonance)을 이용하여 라디칼 농도를 측정할 수 있다. 상기 자기 스핀 공명법은 라디칼의 홀 또는 전자의 스핀을 이용한 자기모멘트 측정 방법으로 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 이를 통해서 라디칼 센서(600)는 세정수(S)의 라디칼을 정량 및 정성 분석할 수 있다.Alternatively, the radical sensor 600 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention may measure the radical concentration by using Electron Paramagnetic Resonance (EPR). The magnetic spin resonance method may measure the type and concentration of radicals by a magnetic moment measuring method using spins of holes or electrons of radicals. Through this, the radical sensor 600 may quantitatively and qualitatively analyze the radicals in the washing water (S).

라디칼 센서(600)는 세정수(S) 내의 특정 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하는 경우 세정수(S)를 노즐로 이동시킬 수 있다. 이를 위해서, 라디칼 센서(600)는 제1 밸브(810) 및 제2 밸브(820)를 이용할 수 있다.The radical sensor 600 may move the washing water S to the nozzle when the concentration of the specific radical in the washing water S reaches the reference concentration. To this end, the radical sensor 600 may use the first valve 810 and the second valve 820.

구체적으로, 라디칼 센서(600)가 세정수(S) 내의 특정 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달한다고 판단되면 제1 밸브(810)를 개방하고, 동시에 제2 밸브(820)를 차단할 수 있다.In detail, when the radical sensor 600 determines that the concentration of the specific radical in the washing water S reaches the reference concentration, the radical sensor 600 may open the first valve 810 and simultaneously block the second valve 820.

이를 통해서, 저장 탱크(500) 내에 위치하는 세정수(S)는 노즐(800)로 이동할 수 있다. 또한, 저장 탱크(500)에서 라디칼 센서(600) 쪽으로 순환되는 세정수(S)는 더 이상 순환되지 않을 수 있다.Through this, the washing water S located in the storage tank 500 may move to the nozzle 800. In addition, the washing water S circulated toward the radical sensor 600 in the storage tank 500 may not be circulated any more.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 제1 밸브(810) 및 제2 밸브(820)의 구성은 하나의 예시에 불과하고, 얼마든지 다른 방식으로 세정수(S)가 노즐(800)에 공급될 수 있다.The configuration of the first valve 810 and the second valve 820 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention is just one example, the cleaning water (S) is a nozzle ( 800).

예를 들어, 제2 밸브(820) 없이 라디칼 센서(600)가 단지 제1 밸브(810)만을 제어하여 세정수(S)의 노즐(800)로의 공급이 수행될 수도 있다.For example, the radical sensor 600 may control only the first valve 810 without the second valve 820 so that the supply of the washing water S to the nozzle 800 may be performed.

도 1에서 라디칼 센서(600)는 저장 탱크(500)의 출구단에 위치한 것으로 도시되어 있지만, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 라디칼 센서(600)는 저장 탱크(500)의 입구단에 부착될 수도 있다. 또는 라디칼 센서(600)가 저장 탱크(500)의 입구단 및 출구단 모두 아닌 다른 곳에 부착될 수도 있다.In FIG. 1, the radical sensor 600 is illustrated as being located at an outlet end of the storage tank 500, but the exemplary embodiment is not limited thereto. The radical sensor 600 may be attached to the inlet end of the storage tank 500. Alternatively, the radical sensor 600 may be attached somewhere other than both the inlet and the outlet of the storage tank 500.

또한, 제2 밸브(820)의 위치 역시 세정수(S)의 순환을 제어하는 위치라면 별도의 제한은 없다.In addition, as long as the position of the second valve 820 is also a position for controlling the circulation of the washing water (S), there is no separate limitation.

제2 배관(700)은 라디칼 센서(600)로부터 연장될 수 있다. 제2 배관(700)은 가압부(100)와 라디칼 센서(600)를 연결할 수 있다. 제2 배관(700)은 가압부(100)의 액체 압송부(120)와 연결될 수 있다. 이를 통해서, 세정수(S)는 가압부(100), 버블 형성부(200), 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600) 및 제2 배관(700)의 순서를 따라서 순환할 수 있다. 이러한 순환은 라디칼 센서(600)에 의해서 정지되기 전까지 계속될 수 있다.The second pipe 700 may extend from the radical sensor 600. The second pipe 700 may connect the pressurization part 100 and the radical sensor 600. The second pipe 700 may be connected to the liquid pumping unit 120 of the pressing unit 100. Through this, the washing water S is pressurized part 100, bubble forming part 200, plasma reaction tank 300, first pipe 400, storage tank 500, radical sensor 600, and second It may be circulated in the order of the pipe 700. This circulation may continue until stopped by the radical sensor 600.

제2 배관(700)은 도 1에서 라디칼 센서(600)의 아래 부분 즉, 제3 방향(Z)의 부분에서 연장되는 것으로 도시되지만 이는 하나의 예시에 불과하고 이에 제한되는 것은 아니다.The second pipe 700 is shown in FIG. 1 extending from the lower portion of the radical sensor 600, that is, the portion in the third direction Z, but this is only one example and is not limited thereto.

제2 배관(700)은 순환 펌프(710) 및 액체 주입구(130)를 포함할 수 있다.The second pipe 700 may include a circulation pump 710 and a liquid inlet 130.

순환 펌프(710)는 세정수(S)가 가압부(100), 버블 형성부(200), 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600) 및 제2 배관(700)의 순서를 따라서 순환하게할 수 있다.In the circulation pump 710, the washing water S is pressurized part 100, bubble forming part 200, plasma reaction tank 300, first pipe 400, storage tank 500, and radical sensor 600. And it can be made to circulate in the order of the second pipe 700.

순환 펌프(710)를 통해서 세정수(S)의 이동 방향과 속력이 정의될 수 있다. 순환 펌프(710)는 도 1에서 제2 배관(700)에 위치하는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The movement direction and speed of the washing water S may be defined through the circulation pump 710. The circulation pump 710 is illustrated as being located in the second pipe 700 in FIG. 1, but is not limited thereto.

순환 펌프(710)는 예를 들어, 제1 배관(400)이나 저장 탱크(500) 등 세정수(S)가 존재하는 어느 위치에라도 부착될 수 있다.The circulation pump 710 may be attached at any position where the washing water S is present, such as the first pipe 400 or the storage tank 500.

액체 주입구(130)는 제2 배관(700)의 측면에 형성될 수 있다. 액체 주입구(130)는 세정수(S)의 용매인 액체가 투입될 수 있다. 액체 주입구(130)는 항상 개방되어 액체가 주입되는 것은 아니고, 세정수(S)가 충분히 생성된 경우에는 세정수(S)를 순환시키기 위해서 닫혀질 수 있다.The liquid injection hole 130 may be formed on the side of the second pipe 700. The liquid inlet 130 may be a liquid which is a solvent of the washing water (S). The liquid inlet 130 may not always be opened to inject liquid, and may be closed to circulate the washing water S when the washing water S is sufficiently generated.

액체 주입구(130)는 도 1에서 제2 배관(700)에 형성되는 것으로 도시되었지만, 다른 부분에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 액체 주입구(130)는 가압부(100)에 형성될 수도 있다.Although the liquid inlet 130 is illustrated as being formed in the second pipe 700 in FIG. 1, it may be formed in another part. For example, the liquid injection hole 130 may be formed in the pressing unit 100.

노즐(800)은 저장 탱크(500)로부터 연결될 수 있다. 노즐(800)은 웨이퍼(W) 상에 라디칼이 포함된 세정수(S)를 토출할 수 있다. The nozzle 800 may be connected from the storage tank 500. The nozzle 800 may discharge the washing water S containing radicals onto the wafer W.

노즐(800)은 센터 토출 방식을 채용할 수 있다. 구체적으로, 노즐(800)은 척 상에 안착된 웨이퍼(W)의 상면 중 센터 부분에 세정수(S)를 분사할 수 있다. 분사된 세정수(S)는 웨이퍼(W)의 센터 부분에서 엣지 부분으로 전개될 수 있다.The nozzle 800 may employ a center discharge method. Specifically, the nozzle 800 may spray the washing water S to the center portion of the upper surface of the wafer W seated on the chuck. The sprayed washing water S may be developed from the center portion of the wafer W to the edge portion.

노즐(800)은 다른 공정에서는 웨이퍼(W)의 위가 아닌 다른 위치에 있다가 세정수(S)를 분사해야할 때 웨이퍼(W)의 센터 부분으로 이동하여 세정수(S)를 분사할 수 있다.The nozzle 800 may be positioned at a position other than the wafer W in another process, and then move to the center portion of the wafer W to spray the washing water S when the washing water S needs to be sprayed. .

본 실시예들에 따른 세정수 처리 장치는 라이프 타임이 짧은 라디칼을 이용하여 세정수를 생성한다. 이에 따라서, 라디칼이 소멸되지 않도록 플라즈마 리액션 탱크(300)에서 세정수(S)를 계속 생성하고, 이를 순환시켜 저장 탱크(500)에 라디칼을 포함한 세정수(S)가 저장되도록 할 수 있다.The washing water treatment apparatus according to the present embodiments generates the washing water using radicals having a short life time. Accordingly, the washing water S may be continuously generated in the plasma reaction tank 300 so as not to dissipate radicals, and circulated thereto so that the washing water S including the radicals is stored in the storage tank 500.

본 실시예에 따른 세정수 처리 장치는 기존과 달리 불산이나 황산의 성분 없이 라디칼을 이용한 세정수(S)를 사용할 수 있다. 이에 따라서, 웨이퍼(W) 상의 보호되어야 하는 메탈 패턴들의 세정수(S)에 의한 부식이나 산화를 방지할 수 있다. 이를 통해서, 웨이퍼(W) 상의 반도체 소자의 성능 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.The washing water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment may use washing water (S) using radicals without any component of hydrofluoric acid or sulfuric acid, unlike the conventional method. Accordingly, corrosion or oxidation by the washing water S of the metal patterns to be protected on the wafer W can be prevented. Through this, the performance and reliability of the semiconductor device on the wafer W can be significantly improved.

또한, 라디칼은 짧은 라이프 타임이 지나면 무해한 물질로 변화되기 때문에 라디칼을 사용한 세정수(S)는 환경 친화적일 수밖에 없다. 또한, 본 실시예에 따른 세정수 처리 장치에 의한 세정수(S)의 사용은 화학 용액의 사용을 줄일 수 있어 비용도 절감할 수 있다.In addition, since the radical changes into a harmless substance after a short life time, the washing water S using the radical is inevitably environmentally friendly. In addition, the use of the washing water (S) by the washing water treatment device according to the present embodiment can reduce the use of the chemical solution can also reduce the cost.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명한다. 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.Hereinafter, a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. Descriptions overlapping with the above-described embodiments will be briefly or omitted.

도 8은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이고, 도 9는 도 8의 플라즈마 리액션 탱크의 전극 형태를 설명하기 위한 개념 사시도이다.FIG. 8 is a conceptual view illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present disclosure, and FIG. 9 is a conceptual perspective view illustrating an electrode form of the plasma reaction tank of FIG. 8.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제1 이그니션 전극(330-1) 및 제2 이그니션 전극(330-2)을 포함한다.8 and 9, the plasma reaction tank 300 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention may include the first ignition electrode 330-1 and the second ignition electrode 330-2. Include.

제1 이그니션 전극(330-1) 및 제2 이그니션 전극(330-2)은 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)의 제1 방향(X)의 사이에 위치할 수 있다.The first ignition electrode 330-1 and the second ignition electrode 330-2 may be positioned between the first direction X of the first electrode 310 and the second electrode 320.

제1 이그니션 전극(330-1) 및 제2 이그니션 전극(330-2)은 플라즈마 리액션 탱크(300)의 하부에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 제1 전극(310)과 제2 전극(320)이 서로 마주보는 영역에서 제1 이그니션 전극(330-1) 및 제2 이그니션 전극(330-2)이 오버랩되지 않고, 아래 방향 즉 제3 방향(Z)으로 비켜져 배치될 수 있다. 이는 제1 이그니션 전극(330-1) 및 제2 이그니션 전극(330-2)과 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)이 플라즈마를 단계적으로 형성하기 위함이다.The first ignition electrode 330-1 and the second ignition electrode 330-2 may be disposed under the plasma reaction tank 300. Accordingly, in the region where the first electrode 310 and the second electrode 320 face each other, the first ignition electrode 330-1 and the second ignition electrode 330-2 do not overlap each other, and thus, the first direction 310 and the second electrode 320 face each other. It may be disposed to be deviated in three directions (Z). This is for the first ignition electrode 330-1 and the second ignition electrode 330-2, the first electrode 310, and the second electrode 320 to form plasma in steps.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 전원(350)과 제1 이그니션 전극(330-1)을 연결하는 배선(370)에 위치하는 제1 스위치(361)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(361)는 단락되면 전원(350)과 제1 이그니션 전극(330-1)을 연결하고, 개방되면 전원(350)과 제1 이그니션 전극(330-1) 사이의 연결을 차단할 수 있다.The plasma reaction tank 300 may include a first switch 361 positioned on a wire 370 connecting the power supply 350 and the first ignition electrode 330-1. The first switch 361 may connect the power supply 350 and the first ignition electrode 330-1 when a short circuit occurs, and block the connection between the power supply 350 and the first ignition electrode 330-1 when opened. .

플라즈마 리액션 탱크(300)는 전원(350)과 제2 이그니션 전극(330-2)을 연결하는 배선(370)에 위치하는 제2 스위치(362)를 포함할 수 있다. 제2 스위치(362)는 단락되면 전원(350)과 제2 이그니션 전극(330-2)을 연결하고, 개방되면 전원(350)과 제2 이그니션 전극(330-2) 사이의 연결을 차단할 수 있다.The plasma reaction tank 300 may include a second switch 362 positioned on a wire 370 connecting the power source 350 and the second ignition electrode 330-2. The second switch 362 may connect the power supply 350 and the second ignition electrode 330-2 when the short circuit occurs, and block the connection between the power supply 350 and the second ignition electrode 330-2 when it is opened. .

플라즈마 리액션 탱크(300)는 먼저 제1 스위치(361)를 닫아 제1 이그니션 전극(330-1)에만 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 이그니션 전극(330-1)이 플라즈마를 점화시켜 제1 영역(R1)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. 이 때, 제2 스위치(362) 및 스위치(360)는 개방되어 있을 수 있다.The plasma reaction tank 300 may first close the first switch 361 to connect the power source 350 only to the first ignition electrode 330-1. As a result, the ignition plasma may be formed in the first region R1 by the first ignition electrode 330-1 igniting the plasma. In this case, the second switch 362 and the switch 360 may be open.

이어서, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제2 스위치(362)를 닫아 제2 이그니션 전극(330-2)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제2 이그니션 전극(330-2)이 플라즈마를 점화시켜 제3 영역(R3)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. 이 때, 스위치(360)는 개방되어 있을 수 있다.Subsequently, the plasma reaction tank 300 may close the second switch 362 to connect the power source 350 to the second ignition electrode 330-2. As a result, the ignition plasma may be formed in the third region R3 by the second ignition electrode 330-2 igniting the plasma. At this time, the switch 360 may be open.

제3 영역(R3)은 제1 영역(R1)보다는 크지만 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 형성되는 제2 영역(R2)보다는 작을 수 있다. The third region R3 may be larger than the first region R1 but smaller than the second region R2 formed between the first electrode 310 and the second electrode 320.

제2 스위치(362)가 닫힐 때, 제1 스위치(361)는 여전히 닫혀 있을 수 있다. When the second switch 362 is closed, the first switch 361 may still be closed.

이어서, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 스위치(360)를 단락시켜 제2 전극(320)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)은 그 사이의 혼합액(M) 및 버블(B)에 전압을 인가할 수 있다. 인가된 전압을 통해서 제2 영역(R2)은 액티브 플라즈마가 형성될 수 있다. 스위치(360)가 닫힐 때, 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(362)는 여전히 닫혀 있을 수 있다. Subsequently, the plasma reaction tank 300 may connect the power supply 350 to the second electrode 320 by shorting the switch 360. Through this, the first electrode 310 and the second electrode 320 may apply a voltage to the mixed liquid M and the bubble B therebetween. Active plasma may be formed in the second region R2 through the applied voltage. When switch 360 is closed, first switch 361 and second switch 362 may still be closed.

본 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 플라즈마 리액션 탱크(300)는 복수의 이그니션 전극을 통해서 플라즈마 이그니션 단계를 더욱 세분화할 수 있다. 이를 통해서, 플라즈마 이그니션에 필요한 에너지를 최소화하여 하드웨어 장치의 손상을 방지할 수 있다.The plasma reaction tank 300 of the washing water treatment apparatus according to the embodiments may further subdivide the plasma ignition step through the plurality of ignition electrodes. Through this, it is possible to minimize the energy required for the plasma ignition to prevent damage to the hardware device.

본 실시예에서 이그니션 전극이 2개인 실시예를 설명하였지만, 본 실시예가 이에 제한되는 것이 아니다. 즉, 이그니션 전극은 3개 이상일 수도 있다. 이러한 경우 이그니션 플라즈마는 3개 이상의 영역에서 순차적으로 형성되고 최종적으로 더 안정적으로 액티브 플라즈마가 형성될 수 있다.Although the embodiment with two ignition electrodes has been described in the present embodiment, the present embodiment is not limited thereto. That is, three or more ignition electrodes may be sufficient. In this case, the ignition plasma may be sequentially formed in three or more regions, and finally the active plasma may be more stably formed.

이하, 도 10을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명한다. 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.Hereinafter, a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 10. Descriptions overlapping with the above-described embodiments will be briefly or omitted.

도 10은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.10 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제1 커패시터(371) 및 제2 커패시터(372)를 포함할 수 있다. 전원(350)은 교류 전원일 수 있다.Referring to FIG. 10, the plasma reaction tank 300 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention may include a first capacitor 371 and a second capacitor 372. The power source 350 may be an AC power source.

제1 커패시터(371)는 제1 이그니션 전극(330-1)과 전원(350)이 연결되는 배선에 위치할 수 있다. 제1 커패시터(371)는 제1 스위치(361)에 의해서 제1 이그니션 전극(330-1)에 전압이 인가될 때, 급격하게 전압이 인가되는 것이 아니라 점진적으로 인가될 수 있다. 이를 통해서, 제1 이그니션 전극(330-1)에 의해서 가해지는 전압에 의해서 플라즈마 리액션 탱크(300)가 손상될 가능성을 최소화할 수 있다. The first capacitor 371 may be located on a wire to which the first ignition electrode 330-1 and the power source 350 are connected. When a voltage is applied to the first ignition electrode 330-1 by the first switch 361, the first capacitor 371 may be gradually applied, not suddenly applied. Through this, it is possible to minimize the possibility that the plasma reaction tank 300 is damaged by the voltage applied by the first ignition electrode 330-1.

유사하게 제1 커패시터(371)는 제1 스위치(361)가 개방될 때 제1 이그니션 전극(330-1)에서 전압이 급격하게 제거되지 않고 점진적으로 줄어들 수 있다. 마찬가지로, 이러한 방식은 제1 이그니션 전극(330-1)을 포함한 플라즈마 리액션 탱크(300)의 손상을 방지할 수 있다.Similarly, when the first switch 361 is opened, the first capacitor 371 may be gradually reduced without suddenly removing a voltage from the first ignition electrode 330-1. Similarly, this approach can prevent damage to the plasma reaction tank 300 including the first ignition electrode 330-1.

제2 커패시터(372)는 제2 이그니션 전극(330-2)과 전원(350)이 연결되는 배선에 위치할 수 있다. 제2 커패시터(372)는 제2 스위치(362)에 의해서 제2 이그니션 전극(330-2)에 전압이 인가될 때, 급격하게 전압이 인가되는 것이 아니라 점진적으로 인가될 수 있다. 이를 통해서, 제2 이그니션 전극(330-2)에 의해서 가해지는 전압에 의해서 플라즈마 리액션 탱크(300)가 손상될 가능성을 최소화할 수 있다. The second capacitor 372 may be located on a wire to which the second ignition electrode 330-2 and the power source 350 are connected. When the voltage is applied to the second ignition electrode 330-2 by the second switch 362, the second capacitor 372 may be gradually applied, not suddenly applied. Through this, it is possible to minimize the possibility that the plasma reaction tank 300 is damaged by the voltage applied by the second ignition electrode 330-2.

유사하게 제2 커패시터(372)는 제2 스위치(362)가 개방될 때 제2 이그니션 전극(330-2)에서 전압이 급격하게 제거되지 않고 점진적으로 줄어들 수 있다. 마찬가지로, 이러한 방식은 제2 이그니션 전극(330-2)을 포함한 플라즈마 리액션 탱크(300)의 손상을 방지할 수 있다.Similarly, when the second switch 362 is opened, the second capacitor 372 may gradually decrease without being abruptly removed from the second ignition electrode 330-2. Similarly, this approach can prevent damage to the plasma reaction tank 300 including the second ignition electrode 330-2.

본 실시예에 따른 세정수 처리 장치는 제1 커패시터(371)와 제2 커패시터(372)를 통해서 교류 전원의 인가 및 제거가 점진적으로 진행되게 할 수 있다. 이에 따라서, 플라즈마 리액션 탱크(300)의 손상을 최소화할 수 있다.In the washing water treatment apparatus according to the present exemplary embodiment, the application and removal of AC power may be gradually performed through the first capacitor 371 and the second capacitor 372. Accordingly, damage to the plasma reaction tank 300 can be minimized.

이하, 도 11을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명한다. 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.Hereinafter, a washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. 11. Descriptions overlapping with the above-described embodiments will be briefly or omitted.

도 11은 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치를 설명하기 위한 개념도이다.11 is a conceptual diagram illustrating a washing water treatment device according to some embodiments of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 방출 모듈(910) 및 수신 모듈(920)을 포함한다.Referring to FIG. 11, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention includes an emission module 910 and a reception module 920.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 제1 윈도우(302-1)와 제2 윈도우(302-2)를 포함할 수 있다. 제1 윈도우(302-1) 및 제2 윈도우(302-2)는 탱크 바디(301) 내에 형성될 수 있다. 제1 윈도우(302-1) 및 제2 윈도우(302-2)는 투명한 재질로 형성되어 플라즈마 리액션 탱크(300)의 외부에서 내부를 확인하도록 할 수 있다. The plasma reaction tank 300 may include a first window 302-1 and a second window 302-2. The first window 302-1 and the second window 302-2 may be formed in the tank body 301. The first window 302-1 and the second window 302-2 may be formed of a transparent material to check the inside of the plasma reaction tank 300.

제1 윈도우(302-1) 및 제2 윈도우(302-2)는 제2 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 즉, 제1 윈도우(302-1) 및 제2 윈도우(302-2)는 제1 방향(X)이 아닌 제1 방향(X)과 교차하는 방향으로 정렬될 수 있다. 이 때, 제2 방향(Y)이 반드시 제1 방향(X)과 수직한 방향일 필요는 없다.The first window 302-1 and the second window 302-2 may be spaced apart in the second direction Y. That is, the first window 302-1 and the second window 302-2 may be aligned in a direction intersecting with the first direction X rather than the first direction X. At this time, the second direction Y does not necessarily need to be a direction perpendicular to the first direction X.

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 방출 모듈(910)과 수신 모듈(920)을 포함한다. 방출 모듈(910)은 방출광(L1)을 방출할 수 있다. 방출광(L1)은 제1 윈도우(302-1)를 투과하여 플라즈마 리액션 탱크(300) 내부로 들어갈 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 includes an emission module 910 and a reception module 920. The emission module 910 may emit emission light L1. The emission light L1 may pass through the first window 302-1 and enter the plasma reaction tank 300.

방출광(L1)은 세정수(S) 및 버블(B)을 통과하면서 특정 파장의 성분이 변화된 수신광(L2)이 될 수 있다. 방출광(L1)은 제2 윈도우(302-2)를 투과하여 수신 모듈(920)에 의해서 수신될 수 있다.The emission light L1 may be the reception light L2 in which a component of a specific wavelength is changed while passing through the washing water S and the bubble B. The emission light L1 may be received by the receiving module 920 through the second window 302-2.

방출 모듈(910) 및 수신 모듈(920)은 방출광(L1) 및 수신광(L2)의 정보를 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 이 때, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 흡수분광법 (Optical Absorption Spectroscopy, OAS)을 이용한 측정 장치일 수 있다.The emission module 910 and the reception module 920 may measure the type and concentration of radicals using the information of the emission light L1 and the reception light L2. In this case, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may be a measuring apparatus using optical absorption spectroscopy (OAS).

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300)의 라디칼 생성 반응을 모니터링할 수 있어 세정수(S)의 생성이 잘 진행되는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may monitor the radical generation reaction of the plasma reaction tank 300 to check in real time whether the generation of the washing water S proceeds well.

이하, 도 1 내지 도 7 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 방법을 설명한다. 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.1 to 7 and 12, a washing water treatment method according to some embodiments of the present invention will be described. Descriptions overlapping with the above-described embodiments will be briefly or omitted.

도 12는 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.12 is a flowchart illustrating a washing water treatment method according to some embodiments of the present invention.

도 12를 참조하면, 액체와 가스를 혼합하여 혼합액을 형성한다(S100).Referring to FIG. 12, a mixed liquid is formed by mixing a liquid and a gas (S100).

구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하면, 액체 주입구(130)는 세정수(S)의 용매인 액체가 투입될 수 있다. 예를 들어, 상기 용매는 증류수, 탄산수, 전해 이온수 및 세정수 중 적어도 하나일 수 있다. 단, 본 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, referring to FIGS. 1 and 2, the liquid inlet 130 may be a liquid that is a solvent of the washing water S. For example, the solvent may be at least one of distilled water, carbonated water, electrolytic ionized water and washing water. However, the present embodiment is not limited thereto.

가스 주입구(110)는 가압부(100)로 가스가 주입되는 통로일 수 있다. 가스 주입구(110)로는 추후 세정수(S) 내의 라디칼(radical)의 생성을 위한 가스가 투입될 수 있다. 사용하는 라디칼의 종류에 따라서, 가스 주입구(110)로 투입되는 가스의 종류는 달라질 수 있다. The gas injection hole 110 may be a passage through which gas is injected into the pressurization part 100. A gas for generating radicals in the washing water S may be introduced into the gas inlet 110. Depending on the type of radical used, the type of gas introduced into the gas inlet 110 may vary.

가스 주입구(110)는 액체 주입구(130)가 형성된 액체 압송부(120)와 연결되어 용매와 가스가 서로 섞일 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 가스 주입구(110)는 액체 압송부(120)의 중간 부분에 연결되어 용매의 흐름에 따라 가스와 용매가 서로 섞이도록 할 수 있다.The gas inlet 110 may be connected to the liquid pumping unit 120 in which the liquid inlet 130 is formed to allow the solvent and the gas to mix with each other. For example, the gas inlet 110 may be connected to an intermediate portion of the liquid pumping unit 120 so that the gas and the solvent are mixed with each other according to the flow of the solvent.

가압부(100)는 가스와 액체가 혼합된 혼합액(M)을 수용할 수 있다. 혼합액(M)은 가스와 액체가 투입되는 속도에 의해서 서로 혼합되어 형성될 수 있다.The pressurization part 100 may accommodate the mixed liquid M in which gas and liquid are mixed. The mixed liquid M may be formed by mixing with each other by the speed at which the gas and the liquid are introduced.

다시, 도 12를 참조하면, 혼합액의 압력을 높여 가스를 과포화시킨다(S200).Again, referring to FIG. 12, the pressure of the mixed solution is increased to supersaturate the gas (S200).

구체적으로, 도 1 및 도 2를 참조하면, 가압부(100) 내부에는 가압 펌프가 존재할 수 있다. 상기 가압 펌프는 가압부(100) 내부의 압력을 높일 수 있다. 상기 가압 펌프에 의해서 압력이 높아지면 혼합액(S) 내부에 가스가 용해되는 비율이 높아질 수 있다. 이에 따라서, 혼합액(S)은 가스가 과포화 용해된 과포화 용존수가 될 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 1 and 2, a pressurization pump may be present in the pressurization part 100. The pressure pump may increase the pressure inside the pressurization part 100. When the pressure is increased by the pressure pump, the rate at which the gas is dissolved in the mixed solution S may be increased. Accordingly, the mixed solution S may be supersaturated dissolved water in which gas is supersaturated and dissolved.

다시, 도 12를 참조하면, 버블을 발생시킨다(S300).Again, referring to FIG. 12, bubbles are generated (S300).

구체적으로, 도 1 내지 도 3을 참조하면, 오리피스(220)는 혼합액(M)이 과포화될 때까지는 닫혀있다가 혼합액(M)이 과포화된 후에 동시에 개방될 수 있다. 이에 따라서, 혼합액(M)은 가압부(100)에서 오리피스(220)를 통해서 플라즈마 리액션 탱크(300)로 이동할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 1 to 3, the orifice 220 may be closed until the mixed solution M is supersaturated and open simultaneously after the mixed solution M is supersaturated. Accordingly, the mixed liquid M may move from the pressurization part 100 to the plasma reaction tank 300 through the orifice 220.

이 때, 가압부(100)는 오리피스(220)의 폭보다 훨씬 큰 폭을 가지고 있으므로 혼합액(M)에 가해지는 압력이 급격하게 낮아질 수 있다. 특히, 혼합액(M)은 가압부(100)에서 가압 펌프에 의해서 높은 압력을 가지게 되었으므로, 버블 형성부(200) 및 플라즈마 리액션 탱크(300)에서의 압력은 가압부(100)에서보다 크게 낮을 수 있다.At this time, since the pressing unit 100 has a width much larger than that of the orifice 220, the pressure applied to the mixed liquid M may be drastically lowered. In particular, since the mixed solution M has a high pressure by the pressure pump in the pressurizing part 100, the pressure in the bubble forming part 200 and the plasma reaction tank 300 may be significantly lower than in the pressurizing part 100. have.

이에 따라서, 플라즈마 리액션 탱크(300)에서는 혼합액(M)의 내부에 버블(B)이 형성될 수 있다. 버블(B)은 가스 주입구(110)에 의해서 투입된 가스의 기포일 수 있다. 즉, 버블(B) 내부에는 상기 가스가 존재할 수 있다.Accordingly, in the plasma reaction tank 300, bubbles B may be formed inside the mixed solution M. FIG. The bubble B may be a bubble of gas injected by the gas injection port 110. That is, the gas may exist inside the bubble B.

다시, 도 12를 참조하면, 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수를 형성한다(S400).Again, referring to FIG. 12, washing water including bubble liquid plasma is formed (S400).

구체적으로, 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 이그니션 전극(330)은 혼합액(M) 내부의 버블(B)의 점화를 수행할 수 있다. 이그니션 전극(330)은 배선(370)에 의해서 전원(350)과 연결될 수 있다. 이그니션 전극(330)은 제3 코팅(331)에 의해서 덮혀있을 수 있다. 제3 코팅(331)은 세정수(S) 또는 혼합액(M)과 이그니션 전극(330)이 직접 접하지 않도록 차단하는 역할을 할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 1, 4, and 5, the ignition electrode 330 may perform ignition of the bubble B inside the mixed solution M. FIG. The ignition electrode 330 may be connected to the power source 350 by the wiring 370. The ignition electrode 330 may be covered by the third coating 331. The third coating 331 may serve to block the washing water S or the mixed solution M and the ignition electrode 330 so as not to directly contact each other.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 제2 전극(320)에 앞서 이그니션 전극(330)에만 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 이그니션 전극(330)이 플라즈마를 점화시켜 제1 영역(R1)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. The plasma reaction tank 300 may connect the power source 350 only to the ignition electrode 330 prior to the second electrode 320. As a result, the ignition plasma may be formed in the first region R1 by the ignition electrode 330 igniting the plasma.

이어서, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 스위치(360)를 단락시켜 제2 전극(320)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)은 그 사이의 혼합액(M) 및 버블(B)에 전압을 인가할 수 있다. 인가된 전압을 통해서 제2 영역(R2)은 액티브 플라즈마가 형성될 수 있다.Subsequently, the plasma reaction tank 300 may connect the power supply 350 to the second electrode 320 by shorting the switch 360. Through this, the first electrode 310 and the second electrode 320 may apply a voltage to the mixed liquid M and the bubble B therebetween. Active plasma may be formed in the second region R2 through the applied voltage.

플라즈마 리액션 탱크(300)는 상술한 방식으로 혼합액(M)에 전압을 인가할 수 있다. 이에 따라, 혼합액(M)의 버블(B) 내부의 가스가 플라즈마로 변환될 수 있다. 이러한 플라즈마를 버블 리퀴드 플라즈마(bubble liquid plasma)로 정의할 수 있다. 플라즈마 리액션 탱크(300)는 혼합액(M)을 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수(S)로 변환시킬 수 있다.The plasma reaction tank 300 may apply a voltage to the mixed liquid M in the manner described above. Accordingly, the gas inside the bubble B of the mixed liquid M may be converted into plasma. Such a plasma may be defined as a bubble liquid plasma. The plasma reaction tank 300 may convert the mixed solution M into the washing water S including the bubble liquid plasma.

세정수(S)는 버블 리퀴드 플라즈마에서 용해되는 라디칼을 포함할 수 있다. 상기 라디칼은 세정수(S)가 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600), 제2 배관(700), 가압부(100) 및 버블 형성부(200)를 순환하는 동안 버블 리퀴드 플라즈마 내에서 세정수(S) 내로 용해될 수 있다.The washing water S may include radicals dissolved in the bubble liquid plasma. The radical is the washing water (S) is formed in the plasma reaction tank 300, the first pipe 400, the storage tank 500, the radical sensor 600, the second pipe 700, the pressurizing portion 100 and bubbles While circulating the unit 200, it may be dissolved into the washing water S in the bubble liquid plasma.

다시, 도 12를 참조하면, 라디칼을 모니터링 한다(S410).Again, referring to FIG. 12, the radicals are monitored (S410).

구체적으로, 도 1 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 전기적 측정 방법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 상기 전기적 측정 방법은 유전체를 포함하는 리퀴드 플라즈마의 전기적 특성을 분석하여 모니터링 하는 방법이다. 즉, 전기적 측정 방법은 버블(B)과 플라즈마의 밀도 및 세정수(S)의 성질을 전기적으로 분석할 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 1 and 7, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present disclosure may measure the type and concentration of radicals using an electrical measurement method. The electrical measurement method is a method of analyzing and monitoring electrical characteristics of a liquid plasma including a dielectric. That is, the electrical measurement method can electrically analyze the density of the bubble (B) and the plasma and the properties of the washing water (S).

이를 위해서, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 전원과 전극을 포함할 수 있다. 이를 통해서 세정수(S) 내에 전압이나 전류를 인가하고 그에 따른 저항 등을 검출하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다.To this end, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may include a power supply and an electrode. Through this, by applying a voltage or current in the washing water (S), it is possible to measure the type and concentration of radicals by detecting the resistance and the like.

본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 마이크로파 분석법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 상기 마이크로파 분석법은 마이크로파의 분산 관계를 활용하여 인리퀴드 플라즈마의 밀도 분석을 수행할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present invention may measure the type and concentration of radicals using microwave analysis. The microwave analysis method may perform density analysis of in-liquid plasma by using a dispersion relationship of microwaves.

또는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 광학적 분석법을 이용하여 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다.Alternatively, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 according to some embodiments of the present invention may measure the type and concentration of radicals using an optical analysis method.

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 광(L)을 감지하여 플라즈마 가스의 종류, 가스의 온도 및 플라즈마의 상대 밀도를 분석하여 세정수(S)의 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may measure the type and concentration of radicals of the washing water S by detecting the light L and analyzing the type of the plasma gas, the temperature of the gas, and the relative density of the plasma.

이 때, 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 방출 분광법(OES)에 의한 측정 모듈일 수 있다. 또는 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 흡수 분광법(OAS)에 의한 측정 장치일 수도 있다.In this case, the in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may be a measurement module by emission spectroscopy (OES). Alternatively, the liquid plasma monitoring device 900 may be a measuring device by absorption spectroscopy (OAS).

인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치(900)는 플라즈마 리액션 탱크(300)의 라디칼 생성 반응을 모니터링할 수 있어 세정수(S)의 생성이 잘 진행되는지 여부를 실시간으로 확인할 수 있다.The in-liquid plasma monitoring apparatus 900 may monitor the radical generation reaction of the plasma reaction tank 300 to check in real time whether the generation of the washing water S proceeds well.

다시, 도 12를 참조하면, 세정수를 순환시킨다(S500).Again, referring to FIG. 12, the washing water is circulated (S500).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 순환 펌프(710)는 세정수(S)가 가압부(100), 버블 형성부(200), 플라즈마 리액션 탱크(300), 제1 배관(400), 저장 탱크(500), 라디칼 센서(600) 및 제2 배관(700)의 순서를 따라서 순환하게할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1, in the circulation pump 710, the washing water S may include a pressurizing part 100, a bubble forming part 200, a plasma reaction tank 300, a first pipe 400, and a storage tank. 500, the radical sensor 600, and the second pipe 700 may be circulated according to the order.

순환 펌프(710)를 통해서 세정수(S)의 이동 방향과 속력이 정의될 수 있다. 순환 펌프(710)는 도 1에서 제2 배관(700)에 위치하는 것으로 도시되었지만, 이에 제한되는 것은 아니다.The movement direction and speed of the washing water S may be defined through the circulation pump 710. The circulation pump 710 is illustrated as being located in the second pipe 700 in FIG. 1, but is not limited thereto.

순환 펌프(710)는 예를 들어, 제1 배관(400)이나 저장 탱크(500) 등 세정수(S)가 존재하는 어느 위치에라도 부착될 수 있다.The circulation pump 710 may be attached at any position where the washing water S is present, such as the first pipe 400 or the storage tank 500.

다시, 도 12를 참조하면, 라디칼의 농도를 감지한다(S600).Again, referring to FIG. 12, the concentration of radicals is sensed (S600).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 라디칼 센서(600)는 저장 탱크(500)의 세정수(S)의 라디칼의 농도를 센싱할 수 있다. 라디칼 센서(600)는 다양한 방법으로 세정수(S)의 라디칼의 농도를 센싱할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1, the radical sensor 600 may sense the concentration of radicals in the washing water S of the storage tank 500. The radical sensor 600 may sense the concentration of radicals in the washing water S in various ways.

예를 들어, 라디칼 센서(600)는 분광학적 방법으로 세정수(S)의 라디칼 농도를 측정할 수 있다. 상기 분광학적 방법이란, NDIR 또는 IR 스펙트로스코피를 이용하여 라디칼 반응 생성물이나 소모인자 또는 검출 화합물의 생성 속도 및 소멸 속도를 측정하는 방법일 수 있다. 이를 통해서 라디칼 센서(600)는 세정수(S)의 라디칼을 정량 분석할 수 있다.For example, the radical sensor 600 may measure the radical concentration of the washing water S by a spectroscopic method. The spectroscopic method may be a method of measuring the production rate and the extinction rate of the radical reaction product, the depletion factor, or the detection compound using NDIR or IR spectroscopy. Through this, the radical sensor 600 may quantitatively analyze the radicals in the washing water (S).

또는, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 장치의 라디칼 센서(600)는 자기 스핀 공명법(EPR)을 이용하여 라디칼 농도를 측정할 수 있다. 상기 자기 스핀 공명법은 라디칼의 홀 또는 전자의 스핀을 이용한 자기모멘트 측정 방법으로 라디칼의 종류 및 농도를 측정할 수 있다. 이를 통해서 라디칼 센서(600)는 세정수(S)의 라디칼을 정량 및 정성 분석할 수 있다.Alternatively, the radical sensor 600 of the washing water treatment apparatus according to some embodiments of the present invention may measure the radical concentration by using magnetic spin resonance (EPR). The magnetic spin resonance method may measure the type and concentration of radicals by a magnetic moment measuring method using spins of holes or electrons of radicals. Through this, the radical sensor 600 may quantitatively and qualitatively analyze the radicals in the washing water (S).

다시, 도 12를 참조하면, 이 때, 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하지 않은 경우에는 기준 농도에 도달할 때까지 세정수를 계속 순환시킨다.Referring again to FIG. 12, at this time, when the concentration of radicals does not reach the reference concentration, the washing water is continuously circulated until the reference concentration is reached.

만일 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달한 경우에는 세정수를 배출한다(S700).If the concentration of the radical reaches the reference concentration, the washing water is discharged (S700).

구체적으로, 도 1을 참조하면, 라디칼 센서(600)가 세정수(S) 내의 특정 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달한다고 판단되면 제1 밸브(810)를 개방하고, 동시에 제2 밸브(820)를 차단할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1, when the radical sensor 600 determines that the concentration of a specific radical in the washing water S reaches a reference concentration, the radical sensor 600 opens the first valve 810 and simultaneously the second valve 820. Can be blocked.

이를 통해서, 저장 탱크(500) 내에 위치하는 세정수(S)는 노즐(800)로 이동할 수 있다. 또한, 저장 탱크(500)에서 라디칼 센서(600) 쪽으로 순환되는 세정수(S)는 더 이상 순환되지 않을 수 있다.Through this, the washing water S located in the storage tank 500 may move to the nozzle 800. In addition, the washing water S circulated toward the radical sensor 600 in the storage tank 500 may not be circulated any more.

노즐(800)은 저장 탱크(500)로부터 연결될 수 있다. 노즐(800)은 웨이퍼(W) 상에 라디칼이 포함된 세정수(S)를 토출할 수 있다.The nozzle 800 may be connected from the storage tank 500. The nozzle 800 may discharge the washing water S containing radicals onto the wafer W.

본 실시예에 따른 세정수 처리 방법은 웨이퍼(W) 상의 보호되어야 하는 메탈 패턴들의 세정수(S)에 의한 부식이나 산화를 방지할 수 있다. 이를 통해서, 웨이퍼(W) 상의 반도체 소자의 성능 및 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.The washing water treatment method according to the present embodiment can prevent corrosion or oxidation by the washing water S of the metal patterns to be protected on the wafer W. Through this, the performance and reliability of the semiconductor device on the wafer W can be significantly improved.

또한, 라디칼은 짧은 라이프 타임이 지나면 무해한 물질로 변화되기 때문에 라디칼을 사용한 세정수(S)는 환경 친화적일 수밖에 없다. 또한, 본 실시예에 따른 세정수 처리 장치에 의한 세정수(S)의 사용은 화학 용액의 사용을 줄일 수 있어 비용도 절감할 수 있다.In addition, since the radical changes into a harmless substance after a short life time, the washing water S using the radical is inevitably environmentally friendly. In addition, the use of the washing water (S) by the washing water treatment device according to the present embodiment can reduce the use of the chemical solution can also reduce the cost.

이하, 도 8 및 도 9, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예들에 따른 세정수 처리 방법을 설명한다. 상술한 실시예들과 중복되는 설명은 간략히 하거나 생략한다.8 and 9, 12, and 13, a washing water treatment method according to some embodiments of the present invention will be described. Descriptions overlapping with the above-described embodiments will be briefly or omitted.

도 13은 도 12의 세정수 형성 단계(S400)를 세부적으로 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 13 is a flowchart for explaining the washing water forming step S400 of FIG. 12 in detail.

도 13을 참조하면, 제1 전극 및 제1 이그니션 전극에 의해 제1 영역에 플라즈마를 생성한다(S401).Referring to FIG. 13, plasma is generated in the first region by the first electrode and the first ignition electrode (S401).

구체적으로 도 8 및 도 9를 참조하면, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 먼저 제1 스위치(361)를 닫아 제1 이그니션 전극(330-1)에만 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 이그니션 전극(330-1)이 플라즈마를 점화시켜 제1 영역(R1)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. 이 때, 제2 스위치(362) 및 스위치(360)는 개방되어 있을 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 8 and 9, the plasma reaction tank 300 may first close the first switch 361 to connect the power source 350 only to the first ignition electrode 330-1. As a result, the ignition plasma may be formed in the first region R1 by the first ignition electrode 330-1 igniting the plasma. In this case, the second switch 362 and the switch 360 may be open.

다시, 도 13을 참조하면, 제1 전극, 제1 이그니션 전극 및 제2 이그니션 전극에 의해 제2 영역에 플라즈마를 생성한다(S402).Referring back to FIG. 13, plasma is generated in the second region by the first electrode, the first ignition electrode, and the second ignition electrode (S402).

구체적으로 도 8 및 도 9를 참조하면, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 제2 스위치(362)를 닫아 제2 이그니션 전극(330-2)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제2 이그니션 전극(330-2)이 플라즈마를 점화시켜 제3 영역(R3)에 이그니션 플라즈마가 형성될 수 있다. 이 때, 스위치(360)는 개방되어 있을 수 있다.Specifically, referring to FIGS. 8 and 9, the plasma reaction tank 300 may close the second switch 362 to connect the power source 350 to the second ignition electrode 330-2. As a result, the ignition plasma may be formed in the third region R3 by the second ignition electrode 330-2 igniting the plasma. At this time, the switch 360 may be open.

제3 영역(R3)은 제1 영역(R1)보다는 크지만 제1 전극(310) 및 제2 전극(320) 사이에 형성되는 제2 영역(R2)보다는 작을 수 있다. 제2 스위치(362)가 닫힐 때, 제1 스위치(361)는 여전히 닫혀 있을 수 있다.The third region R3 may be larger than the first region R1 but smaller than the second region R2 formed between the first electrode 310 and the second electrode 320. When the second switch 362 is closed, the first switch 361 may still be closed.

다시, 도 13을 참조하면, 제1 전극, 제1 이그니션 전극, 제2 이그니션 전극 및 제2 전극에 의해 제2 영역에 플라즈마를 생성한다(S403).Referring back to FIG. 13, plasma is generated in the second region by the first electrode, the first ignition electrode, the second ignition electrode, and the second electrode (S403).

구체적으로 도 8 및 도 9를 참조하면, 플라즈마 리액션 탱크(300)는 스위치(360)를 단락시켜 제2 전극(320)에 전원(350)을 연결할 수 있다. 이를 통해서, 제1 전극(310) 및 제2 전극(320)은 그 사이의 혼합액(M) 및 버블(B)에 전압을 인가할 수 있다. 인가된 전압을 통해서 제2 영역(R2)은 액티브 플라즈마가 형성될 수 있다. 스위치(360)가 닫힐 때, 제1 스위치(361) 및 제2 스위치(362)는 여전히 닫혀 있을 수 있다.In detail, referring to FIGS. 8 and 9, the plasma reaction tank 300 may connect the power source 350 to the second electrode 320 by shorting the switch 360. Through this, the first electrode 310 and the second electrode 320 may apply a voltage to the mixed liquid M and the bubble B therebetween. Active plasma may be formed in the second region R2 through the applied voltage. When switch 360 is closed, first switch 361 and second switch 362 may still be closed.

본 실시예들에 따른 세정수 처리 방법은 복수의 이그니션 전극을 순차적으로 이용하는 단계를 통해서 플라즈마 이그니션에 필요한 에너지를 최소화하여 하드웨어 장치의 손상을 방지할 수 있다.The washing water treatment method according to the present embodiments may minimize the energy required for plasma ignition by sequentially using a plurality of ignition electrodes to prevent damage to a hardware device.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

100: 가압부
200: 버블 형성부
300: 플라즈마 리액션 탱크
400: 제1 배관
500: 저장 탱크
600: 라디칼 센서
700: 제2 배관
800: 노즐100: pressurization
200: bubble forming portion
300: plasma reaction tank
400: first pipe
500: storage tank
600: radical sensor
700: second piping
800: nozzle

Claims (20)

액체와 가스가 혼합된 혼합액의 압력을 낮춰 버블을 형성하는 버블 형성부;
상기 버블에 전압을 가해서 버블 리퀴드 플라즈마(bubble liquid plasma)를 포함하는 세정수를 형성하는 플라즈마 리액션 탱크;
상기 세정수를 저장하는 저장 탱크;
상기 플라즈마 리액션 탱크와 상기 저장 탱크를 연결하는 배관;
상기 플라즈마 리액션 탱크, 상기 저장 탱크 및 상기 배관에서 상기 세정수를 순환시키는 순환 펌프;
상기 세정수 내의 라디칼의 농도를 측정하는 라디칼 센서;
상기 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하면 개방되는 노즐 밸브; 및
상기 노즐 밸브가 개방되면 상기 세정수가 토출되는 노즐을 포함하는 세정수 처리 장치.Bubble forming unit for forming a bubble by lowering the pressure of the mixed liquid mixed with liquid and gas;
A plasma reaction tank configured to apply a voltage to the bubble to form washing water including a bubble liquid plasma;
A storage tank for storing the washing water;
A pipe connecting the plasma reaction tank and the storage tank;
A circulation pump circulating the washing water in the plasma reaction tank, the storage tank, and the pipe;
A radical sensor measuring a concentration of radicals in the washing water;
A nozzle valve that opens when the concentration of the radical reaches a reference concentration; And
And a nozzle through which the washing water is discharged when the nozzle valve is opened. 제1 항에 있어서,
상기 플라즈마 리액션 탱크 내의 라디칼 종류 및 농도를 파악하는 인리퀴드 플라즈마(In-liquid plasma) 모니터링 장치를 더 포함하는 세정수 처리 장치.According to claim 1,
The apparatus for treating water further comprising an in-liquid plasma monitoring device for determining the type and concentration of radicals in the plasma reaction tank. 제2 항에 있어서,
상기 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치는 상기 버블 리퀴드 플라즈마의 전기적 특성을 분석하는 세정수 처리 장치.The method of claim 2,
The in-liquid plasma monitoring device is a washing water treatment device for analyzing the electrical characteristics of the bubble liquid plasma. 제2 항에 있어서,
상기 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치는 상기 세정수 내의 마이크로파의 분산 관계를 활용하는 세정수 처리 장치.The method of claim 2,
The in-liquid plasma monitoring apparatus utilizes a dispersion relationship of microwaves in the washing water. 제2 항에 있어서,
상기 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치는 상기 버블 리퀴드 플라즈마의 빛을 감지하는 세정수 처리 장치.The method of claim 2,
The in-liquid plasma monitoring device is a washing water treatment device for detecting the light of the bubble liquid plasma. 제2 항에 있어서,
상기 인리퀴드 플라즈마 모니터링 장치는 상기 세정수를 통과하는 빛을 방출하는 방출 모듈과,
상기 빛을 수신하는 수신 모듈을 포함하는 세정수 처리 장치.The method of claim 2,
The in-liquid plasma monitoring device and the emission module for emitting light passing through the washing water;
Washing water treatment apparatus comprising a receiving module for receiving the light. 제6 항에 있어서,
상기 플라즈마 리액션 탱크는 외벽 상에 상기 빛이 통과되는 윈도우를 포함하는 세정수 처리 장치.The method of claim 6,
The plasma reaction tank includes a window through which the light passes on an outer wall. 제1 항에 있어서,
상기 라디칼 센서는 NDIR(Non-dispersive infrared ray)를 통해서 상기 라디칼을 분석하는 세정수 처리 장치.According to claim 1,
The radical sensor analyzes the radicals through non-dispersive infrared ray (NDIR). 제1 항에 있어서,
상기 라디칼 센서는 라디칼의 자기 스핀 공명법(EPR; Electron Paramagnetic Resonance)을 통해서 상기 라디칼을 분석하는 세정수 처리 장치.According to claim 1,
The radical sensor is a water treatment apparatus for analyzing the radicals through the electromagnetic spin resonance (EPR; Electron Paramagnetic Resonance) (EPR). 제1 항에 있어서,
상기 플라즈마 리액션 탱크는 상기 세정수를 수용하는 탱크 바디와,
상기 탱크 바디 내에 임베디드된 제1 및 제2 전극과,
상기 탱크 바디 내부에서 스파크를 형성하는 이그니션 전극을 포함하는 세정수 처리 장치.According to claim 1,
The plasma reaction tank includes a tank body for receiving the washing water;
First and second electrodes embedded in the tank body;
Washing water treatment apparatus including an ignition electrode to form a spark in the tank body. 세정수를 수용하는 탱크 바디;
상기 탱크 바디 내에 임베디드된 제1 및 제2 전극으로서, 상기 제1 전극은 접지되고, 상기 제2 전극은 제1 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극; 및
상기 제1 및 제2 전극 사이에서, 상기 탱크 바디 내부에 위치하고, 상기 세정수 내의 플라즈마를 상기 제1 전극에서 상기 제2 전극 방향으로 단계적으로 형성하는 이그니션 전극을 포함하는 플라즈마 리액션 탱크.A tank body for receiving washing water;
First and second electrodes embedded in the tank body, the first electrode being grounded and the second electrode being first and second electrodes to which a first voltage is applied; And
And an ignition electrode, positioned between the first and second electrodes, inside the tank body and gradually forming a plasma in the washing water from the first electrode toward the second electrode. 제11 항에 있어서,
상기 이그니션 전극은 제1 및 제2 이그니션 전극을 포함하고,
상기 제1 이그니션 전극은 상기 제1 전극과 상기 제2 이그니션 전극 사이에 위치하고,
상기 제2 이그니션 전극은 상기 제2 전극과 상기 제1 이그니션 전극 사이에 위치하는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 11, wherein
The ignition electrode includes first and second ignition electrodes,
The first ignition electrode is located between the first electrode and the second ignition electrode,
And the second ignition electrode is positioned between the second electrode and the first ignition electrode. 제12 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 전극은 제1 방향으로 이격되고,
상기 제1 및 제2 이그니션 전극은 각각 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 12,
The first and second electrodes are spaced apart in the first direction,
And the first and second ignition electrodes extend in a second direction crossing the first direction, respectively. 제12 항에 있어서,
상기 제1 이그니션 전극은,
제1 높이를 가지는 제1 및 제2 베이스부와,
상기 제1 높이보다 높은 제2 높이를 가지고, 상기 제1 및 제2 베이스부 사이에 돌출되는 돌출부를 포함하는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 12,
The first ignition electrode,
First and second base portions having a first height,
And a protrusion having a second height higher than the first height and protruding between the first and second base portions. 제12 항에 있어서,
상기 제1 이그니션 전극과 상기 제1 전압을 연결하는 제1 스위치와,
상기 제2 이그니션 전극과 상기 제1 전압을 연결하는 제2 스위치와,
상기 제2 전극과 상기 제1 전압을 인가시키는 제3 스위치를 더 포함하는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 12,
A first switch connecting the first ignition electrode and the first voltage;
A second switch connecting the second ignition electrode and the first voltage;
And a third switch for applying the second electrode and the first voltage. 제15 항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 스위치는 순차적으로 단락되어 상기 제1 이그니션 전극, 상기 제2 이그니션 전극 및 상기 제2 전극에 순차적으로 상기 제1 전압을 인가하는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 15,
The first to third switches are sequentially shorted to sequentially apply the first voltage to the first ignition electrode, the second ignition electrode, and the second electrode. 제12 항에 있어서,
상기 제1 이그니션 전극과 상기 제1 전압을 연결하는 제1 커패시터와,
상기 제2 이그니션 전극과 상기 제1 전압을 연결하는 제2 커패시터를 더 포함하는 플라즈마 리액션 탱크.The method of claim 12,
A first capacitor connecting the first ignition electrode and the first voltage;
And a second capacitor connecting the second ignition electrode and the first voltage. 액체와 가스를 혼합하여 혼합액을 형성하고,
상기 혼합액의 압력을 높여 상기 혼합액 내의 상기 가스를 과포화시키고,
상기 혼합액의 압력을 낮춰 상기 혼합액 내에 버블을 발생시키고,
상기 혼합액에 제1 전압을 인가하여 버블 리퀴드 플라즈마를 포함하는 세정수를 형성하고,
상기 세정수를 순환시키고,
상기 세정수 내의 라디칼의 농도를 감지하고,
상기 라디칼의 농도가 기준 농도에 도달하면 배출하는 것을 포함하는 세정수 처리 방법.Mix liquid and gas to form mixed liquid,
Increasing the pressure of the liquid mixture to supersaturate the gas in the liquid mixture,
Lowering the pressure of the liquid mixture to generate bubbles in the liquid mixture;
Applying a first voltage to the liquid mixture to form washing water including bubble liquid plasma;
Circulating the washing water,
Sensing the concentration of radicals in the wash water,
Washing water treatment method comprising discharging when the concentration of the radical reaches a reference concentration. 제18 항에 있어서,
상기 세정수를 형성하는 것은,
상기 세정수 내의 라디칼의 종류 및 농도를 모니터링하는 것을 포함하는 세정수 처리 방법.The method of claim 18,
Forming the washing water,
Washing water treatment method comprising monitoring the type and concentration of radicals in the wash water. 제18 항에 있어서,
상기 라디칼의 종류 및 농도를 모니터링 하는 것은,
전기적 측정 방법, 마이크로파 분석법 및 광학적 분석 방법 중 적어도 하나를 사용하는 것을 포함하는 세정수 처리 방법.
The method of claim 18,
Monitoring the type and concentration of the radicals,
A method of treating water, comprising using at least one of an electrical measurement method, a microwave analysis method and an optical analysis method.
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